橡胶弹簧作为轨道交通车辆中重要的悬挂元件,对车辆的稳定性、平稳性和曲线通过性能有着重要的影响。由于受到材料非线性、几何非线性、振动输入和温度的影响,对橡胶弹簧力学性能的准确计算是十分困难的。随着列车运行速度的提高和对性能要求的提升,对动力学性能的计算需要更高的精度,这就需要更为精确的橡胶弹簧力学模型,但是现有的模型难以同时满足易用性和计算精确性的需求,所以迫切地需要一种新的模型,这种模型应该既简单易用,又能够准确描述其力学特性随各种因素变化的规律。鉴于此种情况,本文在兼顾精确性和应用方便性的基础上,建立了包含预压力、温度、频率和幅值等四个影响因素的橡胶弹簧非线性力学模型（XC-Rubber模型）,并对模型进行应用研究,提出了钢弹簧减振橡胶垫的参数优化方法。本文针对橡胶弹簧的力学模型,主要开展了以下几个方面的研究工作:（1）预压力影响模型的建立。以钢簧橡胶垫为例,研究了钢簧橡胶垫静态刚度随预压力的变化规律,提出了基于椭圆变形假设的凸度系数修正公式,并进一步提出了动态基准换算系数法,用于计算橡胶弹簧动态参数在不同预压力下的比例关系。通过理论分析和试验验证,证明了动态基准换算系数法在理论上的合理性和实践上的准确性。（2）温度影响模型的建立。基于热力学统计理论推导了不同温度下橡胶弹簧模量的计算公式,引入常温模量作为计算基础,经过换算避免了计算中的微观结构参数。针对低温工况下模量的变化进行试验拟合,从而得到钢簧橡胶垫模量在常用工作温度范围内的计算公式。考虑温度变化对体积的影响,推导了温度和预压力耦合影响下钢簧橡胶垫刚度的修正计算公式。（3）振动频率和幅值对橡胶弹簧力学性能的耦合影响研究。通过研究振动频率和幅值对钢簧橡胶垫动态刚度和阻尼系数的影响规律,构造了三参数的对数函数,频率和幅值对动态刚度的影响规律均可以用三参数的对数函数来进行描述（参数不同）,且具有极高的精确度,尽管参数在压缩或剪切工况的是不同的,但是差异很小。在阻尼系数的计算过程中提出了频率相关系数,该系数能够很好地描述阻尼系数随频率的变化规律,为非超弹性力的计算提供了基础。（4）建立了包含预压力、温度、频率和幅值的超弹性力模型,建立了包含预压力、频率和幅值的非超弹性力模型,统称为XC-Rubber模型,该模型也可以分为垂向模型和横向模型。通过XC-Rubber模型与其它模型以及试验值进行了对比分析,证明了XCRubber模型的有效性。（5）基于非超弹性模型（XC-Rubber子模型）建立了动车组钢簧橡胶垫的温度场方程,通过对橡胶弹簧温度场的分析,证明了在列车动力学研究中考虑橡胶弹簧动态温升是必要的。在动力学软件SIMPACK中建立了列车的仿真模型,基于XC-Rubber模型研究了一系钢弹簧减振橡胶垫和钢弹簧振动特性之间的关系,提出了减振橡胶垫参数的优化方法。