本文以某型战车的油气悬架为研究对象,以改善战车在复杂路况下行驶平顺性和操控稳定性为目标,运用流体力学和分数阶微分理论,建立了该战车油气悬架完整数学模型,并在此基础上对其刚度特性、节流阻尼特性、摩擦阻尼特性进行分析,从而探明了该装置的优化改进方向:发明基于压力反馈原理的自适应阻尼调节装置改善油气悬架对路况的适应性;提出变间隙密封与表面织构技术改良悬架缸减少摩擦磨损;建立路面-悬架-负载多系统非线性耦合动力学模型,对油气悬架工作参数进行优化匹配。具体工作如下:针对某战车油气悬架中阻尼装置无法根据路况条件改变节流阻尼的问题,提出基于压力反馈原理的自适应阻尼调节方案,并设计了相应的自适应阻尼调节装置。通过建立了该阻尼调节装置在不同工况下的数学模型,结合车辆经典悬架设计理论得到各部分的初始设计参数,并获得各参数变化对油气悬架阻尼特性的影响规律,为研究多目标参数优化奠定基础。试验表明,该装置依靠液压参数变化可将路况信息反馈到比较活塞上,从而控制节流口大小自适应调节,实现路况-阻尼较优的匹配,路况检测、信号反馈、偏差比较、调节执行全部由内置的自适应阻尼调节装置一体完成,节省空间、可靠性好、使该战车理论适应路况从B级提升到D级。针对某战车油气悬架液压缸摩擦副摩擦阻力大、动态响应低的问题,提出缸筒内壁织构化与变间隙活塞密封的组合结构形式。首先,建立活塞唇边变形量数学模型并对其变形规律进行仿真研究;其次,通过简化生物表面形貌结构,构建仿生网纹织构模型,对其摩擦学性能进行数值求解,并通过CFD流场仿真对织构表面油膜压力和速度分布规律进行研究,探究动压润滑形成机理;然后,试验测试了不同转速、间隙和温度下的织构润滑减阻效果,得出织构角度为45°时的减阻润滑性能最稳定;最后,通过试验对比,带有网纹织构的变间隙密封液压缸比普通液压缸摩擦系数降幅超过50%。针对某战车油气悬架设计参数的优化匹配问题,提出建立路面-悬架-负载多系统非线性耦合动力学模型,以车辆平顺性和操控稳定性为评价指标,对油气悬架系统的设计参数采用遗传算法进行多目标优化研究。优化结果显示车身加速度均方根值最大降幅为46.5%,车轮动载荷均方根值最大降幅为24.3%,悬架动挠度均方根值最大降幅为44.9%,优化后的油气悬架性能明显优于原车油气悬架。通过设计车辆油气悬架测试平台,分别对各模型进行试验验证,试验结果与仿真结果吻合度较高。试验结果显示,优化后的油气悬架系统,垂向加速度均方根值和悬架动挠度均方根值降幅均超过30%,车轮动载荷均方根值降幅超过20%,加速度峰值最大降幅为38%,试验结果表明优化后的油气悬架可有效改善某战车的行驶平顺性和操控稳定性。