中文摘要：

以车辆为代表的复杂机械系统服役于特定的环境，其性能同时受到自身特性、环境特性和操作者指令行为的影响。为了描述三者共同作用下机械系统的动力学行为和耐久性，本项目选择有差异的操作者（年龄、性别）和典型的服役环境（道路类型、时段）进行实际道路实验，使用车轮力传感器采集作用于车辆的外部载荷；经数据统计处理，操作者的行为和服役环境均量化体现在外部载荷数据中。采用Kane-Huston方法建立系统的多体动力学模型，并以外部真实载荷数据作为模型的边界条件，利用柔性多体建模方法和惯性释放两种方法计算单个构件的载荷时间历程，进而得到构件的时变应力场。采用雨流计数法和局部应力应变法进行构件的全场寿命预测，为零部件的可靠性设计、优化设计与实验提供依据。提取得到的结合面（铰链）载荷信息可用于有相对运动的零部件间的界面磨损分析，从而为运动精度的衰退提供预测。本研究拓展了传统多体系统动力学的研究与应用范围，研究成果可直接应用于车辆、机床、输送机械等复杂机械系统的结构分析和可靠性设计与优化。