扭杆弹簧悬架安装尺寸小、结构简单，广泛用于微客与越野车。整个悬架零部件存在相互连接关系，在不同工况下的应力分布较为复杂以及对车身连接点的反力也均不相同。强度分析中转向节轮心作用力通过球铰链传递至上下摆臂，上下摆臂通过衬套绕车架旋转，悬架零部件的边界载荷在整个轮心跳动过程中不断变化，传统的惯性释放分析只能计算出整个轮跳过程中边界载荷某一点的应力大小，但不能考虑整个悬架在非线性位移的情况下系统结构应力分布以及应力时间历经过程。
      杭州那泰有限元分析公司以某型微客双横臂扭杆弹簧前悬架为研究对象，阐述了非线性几何计算原理，建立了简化悬架零部件之间连接关系的多体有限元模型，对扭杆弹簧施加空载状态下的预紧力并计算出四种工况下扭杆弹簧预紧力时间历经曲线验证了该方法的合理性。
      在悬架多体有限元分析中，轮心跳动量与外载荷之间存在非线性的关系即整个加载过程中轮心位移与外载荷是非线性的，如图1所示。在计算时过程中采用载荷增量法进行求解，增量法是将外载荷按一定的比例划分成若干份，在每次计算施加一个载荷增量，求出该载荷下的结构应力然后再施加下一级载荷，直到达到规定的载荷水平，整个增量载荷与实际外载荷是等效的，其中ΔP为一个载荷增量，U₀为悬架结构初始时的位移，R_a为求解释内力与载荷增量的残差力，C_a为两个相邻载荷步的位移修正量，U_a为修正后的结构位移，P为总载荷，I_a为结构内力。
      前悬架的实体模型由CATIA创建，由于前悬架是独立悬架，在分析时只取整车四分之一悬架分析。该悬架主要由上、下摆臂、转向节、减震器以及扭杆弹簧组成，下摆臂与车架为衬套连接，上摆臂与扭杆弹簧以及扭杆弹簧与后支架为花键连接，转向节与摆臂以及转向横拉杆均为球铰链连接。实际工作时，通过调整扭杆弹簧初始扭转角度施加预紧力进而调整车身姿态，而实体模型为已经考虑预紧时的状态。
      有限元前处理采用hypermesh进行网格划分，该悬架零部件较为复杂网格划分时采用C3D4四面体网格，网格单元数量738937，节点数量167991。
      多体分析时主要关注前悬架零部件应力分析，螺栓与花键连接处均采用rbe2刚性单元简化处理，悬架衬套连接处采用衬套连接单元模拟。在准静态分析中减震器只起导向作用，在连接设置时将其简化为一个导向杆。
      由于实体模型是整个悬架在空载状态下的模型，而用扭杆弹簧实体模型进行分析时不能考虑其空载状态下的预紧力，在分析时需将扭杆弹簧简化处理，空载状态下的预紧载荷以及扭转刚度，在有限元中采用组合单元代替扭杆弹簧，设置初始扭转角度，该角度根据空载状态下扭杆弹簧参数计算出。
      四个工况均考虑悬架在垂向跳动，制动以及转弯时所承受的载荷。整个悬架与车架连接处均约束其六方向自由度，三方向载荷均在轮心处加载，制动力矩在制动点加载。

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