本文介绍了课题提出的背景和手制动臂总成设计的相关要求,阐述了手制动臂总成和非线性失效问题的研究现状,以及非线性软件的应用情况。同时介绍了手制动臂总成的工作原理和结构特点,分析了其中的非线性力学特征。在考虑到相关设计规范的前提下,提出了整体的研究分析方案,以基于总成的手制动臂部件为研究对象,以非线性理论为研究基础,对手制动臂部件的失效分析进行了研究,并利用模态分析方法进行对比验证,目前此类研究在国内仍少见。在对相关非线性理论的研究上,本文首先阐述了非线性有限元的基本理论和基本方法,讨论了与之相关的基本数值解法,对这些解法进行了对比。并且详细的分析了在高度非线性分析中显式算法对于隐式算法具有的优越性。为整体的研究分析过程提供了很好的理论基础和保障。手制动臂总成的结构比较复杂,因此在建模过程中需要考虑多方面的问题,从而保证整体的计算规模、计算时间、计算精度上的协调。本文研究了模型的类型、单元选择与网格划分、连接关系与接触关系的设置,材料模型的选取与失效参数的确定等问题,在保证计算精度的前提下,很好的控制了计算规模和计算时间,为今后的进一步研究提供了依据和保障。按照企业提供的数据,并根据手制动臂的实际情况建立了基于总成的手制动臂部件失效分析模型,并结合相关的设计规范,进行了四种典型工况的仿真分析,得到了相关部件失效后的应力应变情况,以及整体结构的残余变形情况。根据仿真分析结果,提出针对性的改进方案,改进方案可有效提高产品的质量。最后进行手制动臂总成的模态分析,并将模态分析结果与失效分析结果进行对比研究,从侧面考察手制动臂总成结构的优劣。所建立的非线性失效模型以及仿真结果对企业的产品设计提供了指导,并且提高了企业的产品设计能力。本文的研究为手制动臂总成的设计开发提供了重要的数据指导,提升了企业员工利用理论和软件设计产品的能力,进而提高了产品质量和企业效益。并且对相关产品的非线性设计研究提供了重要参考,具有良好的理论价值和现实意义。