随着我国城镇化速度加快,人口密度加大,导致污水管道的负荷逐年增大,堵塞情况经常发生,从而急需吸污车对堵塞部位进行处理。传统吸污车只能对污水污物进行抽吸,然后转运至收纳场所,期间未做任何处理,液态垃圾的高污染导致污水厂、填埋场都不愿意接纳,导致出现许多吸污车将液态垃圾偷排于市政管道或其它偏僻之处等恶劣问题。因此采用创新手段对液态垃圾在清理时进行处理从而解决无处消纳的问题具有重大意义。针对污水管道液态垃圾的治污难题,本文基于“就地处理”的理念设计一款具有污水污物就地处理功能的新型液态垃圾处理车,改变了传统吸污车在处理液态垃圾时只能采取抽吸转运的现状。考虑到新型液态垃圾处理车实际应用中的性能需求,对多功能液态垃圾处理车进行了轻量化设计和可靠性分析;利用流固耦合理论优化液态垃圾处理车的一级固液分离系统筛筒-螺旋装置的旋转方式和转速;针对本装备的车辆属性结合旋转件的偏心振动对悬架进行优化,并研制样车,最后对典型工况进行试验验证。本文主要开展了以下几方面的工作:（1）设计一款可以对液态垃圾“就地处理”的多功能处理车,提出一种双转子防堵塞的固液分离系统。根据工况要求设计具有污水污物就地分离处理功能的新型液态垃圾处理车,除了具备传统吸污车的功能外,还配备了两级固液分离系统及其他相关功能装置。根据污水管道液态垃圾高含固率的特点,将一级固液分离系统的螺旋轴与筛桶设计为同时差速旋转,在保证分离效果的同时有效避免筛筒堵塞。同时利用数值仿真方法分析一级固液分离系统在螺旋轴与筛桶的不同转速配比下的污水分离效果以及污物的运输情况,对比螺旋轴与筛桶的不同转速配比下物料的运输速度,得出了筛筒-螺旋轴差速转子系统各自的最佳转速。（2）发展一种敏度分层过滤方法解决零部件在拓扑优化过程中因载荷病态而使得小载荷传递路径消失的问题。针对液态垃圾处理车上的一级固液分离系统的典型零部件服役工况存在的载荷病态的问题,采用敏度分层过滤策略对其进行拓扑优化,有效避免采用传统拓扑优化方法进行优化时出现的较小载荷传递路径消失的现象。分层策略依据各载荷幅值的大小进行,并结合载荷对结构的应变能数值。通过引入比较判断系数及放大应变能影响系数对各灵敏度按大小进行分层,对各层次采用不同的过滤策略以获得材料在载荷病态下的最佳布局。通过算例验证了敏度分层策略的有效性,并利用该策略对液态垃圾处理车上典型零部件进行拓扑优化设计。（3）发展一种基于泛灰数的多源不确定性混合结构可靠性分析方法解决计算中区间扩张问题。针对液态垃圾处理车上固液分离系统因工况恶劣导致故障率高且不便于维护的问题,采用一种基于泛灰数的多源不确定性混合结构可靠性分析方法,该方法通过等熵原理将模糊参数转换为等效随机参数,并采用3σ准则将等效随机参数和原始随机参数转换为区间变量。在此基础上,将混合可靠性问题转化为只有区间变量的可靠性问题,即非随机可靠性分析问题。针对区间算法中存在的区间扩展问题,采用灰色数学方法解决非随机可靠性分析问题,该方法可以得到较为保守的混合结构可靠度计算结果,并将此方法运用于液态垃圾处理车的典型零件中。（4）建立包含上装偏心工作系统的整车动力学模型,针对各种工况开展液态垃圾处理车的动力学分析。通过多目标遗传算法优化液态垃圾处理车的悬架参数,优化后的悬架系统具有良好的道路适应性,能够有效改善正弦道路和随机道路下的车身加速度,提高车辆行驶舒适性。优化后悬架系统动挠度减小,车轮的动载荷也得到改善,提高车辆行驶安全性。（5）制作一级固液分离系统的试验台架以及多功能液态处理车样车,并对其各项性能参数进行试验验证。通过制作一级固液分离系统试验台架,测试一级固液分离系统的物料传送速度以及处理功效处理功效。针对多功能液态处理车的处理对象和处理工况,并对整车整体处理功效、污水净化程度以及脱水后的固态垃圾含水率方面做相关测试。实验表明本设备全流程功效相比传统吸污车有明显提升,经处理后水质中主要污染物指标达到国家标准《污水排入城镇下水道水质标准》中的C级标准,可以直接排放至地下污水管道。一级固液分离系统产出的固态垃圾含水率满足国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》中固态废物含水率的要求,且二级固液分离系统产出的固态垃圾可作为有机肥原料。