橡胶材料是一种可再生、可重复利用、具有优良性能的复合材料;相对于金属材料,其具有高弹性、低模量、低硬度、高阻尼等优点。随着制备技术的提升和材料科学的发展,越来越多的橡胶材料被制作成高可靠性、长寿命的产品并在机械、航空、汽车和电子电器等领域得到广泛的应用,橡胶产品其在现代工业系统中承担着绝缘、密封、连接、传动和隔振等功能,在现代工业中起着举足轻重的作用。然而,高温、氧气、紫外线、油污和臭氧等外界环境应力不可避免地造成橡胶产品的性能退化而使其不能满足正常工作的需求,通过建立车用橡胶材料的可靠性评估模型可以快速评估其退化程度,从而为汽车上关键的橡胶零部件的有效剩余寿命估计和生产制造提供科学依据。基于上述背景,本文以车用橡胶材料为研究对象,依托国家重点研发计划项目（编号:2018YFB0106200）,通过研究老化橡胶的宏、微观性能指标随退化时间和所受的加速应力之间的关系来揭示其老化机理,使用威布尔分布拟合老化橡胶压缩永久变形率的伪失效寿命数据,然后基于时温等效原理建立密封橡胶在自然环境中的可靠性评估模型;考虑到车用橡胶材料在服役过程中存在着多应力加速、多性能同时退化的现象,本文进一步基于Copula函数和随机过程模型建立车用橡胶产品的二元应力加速、二元性能退化的可靠性评估模型。具体内容如下:第一部分,从车用橡胶产品的可靠性研究现状、加速退化试验技术、加速失效机理一致性检验方法和可靠性建模等四个方面进行了综述。首先总结了在橡胶材料可靠性研究中常用的宏、微观评价指标,然后从不同的应用场景出发讨论了隔振橡胶、轮胎橡胶和密封橡胶的可靠性研究现状。从退化应力施加方式的角度详细比较了恒定应力和步进应力加速退化试验技术及各自优化方法的研究进展;考虑到产品的加速失效机理一致性是保证退化数据有效性的充要条件,故本文还比较了可靠性研究中常用的失效机理一致性检验方法。机器学习算法、统计学和Copula函数的发展丰富了可靠性建模方法,本文着重对比目前比较常用的退化建模方法。第二部分,简单介绍可靠性研究中的基本概念,如可靠度、失效率、中位寿命和平均寿命等;然后详细地阐述了本文中建立车用橡胶材料可靠度模型所用到的退化模型、加速模型、Copula函数和参数估计方法等。进一步基于加速系数不变原则推导了随机过程中模型参数的加速关系,这为将橡胶产品的可靠度从加速工况外推至常规应力工况搭建了“桥梁”。第三部分,主要研究了老化橡胶的宏、微观失效指标与老化机理之间的联系。首先根据国家标准设计了哑铃型橡胶样片并将其置于不同温度的老化箱内进行老化试验,使用电子拉力试验台对老化后的橡胶样件进行单轴拉伸试验得到断裂应力、断裂应变和应力应变等宏观力学性能数据;考虑到橡胶的退化常常伴随着硬度变化,本文还使用硬度计测量了老化橡胶的硬度数据。进一步使用扫描电镜试验对不同老化程度的样本表面和断口进行观察,解释老化橡胶力学性能退化程度与所受到的温度应力的内在关系。第四部分,使用动力学曲线拟合某O型橡胶密封圈在四种不同温度应力作用下的压缩永久变形率数据,结合给定的失效阈值获得橡胶密封圈的伪失效寿命数据并使用威布尔分布建立统计分析模型;基于加速系数不变原则验证了试验中橡胶样本退化失效机理的一致性,最后建立自然环境下的该橡胶材料的可靠性评估模型。第五部分,基于Copula函数和随机过程模型建立车用密封橡胶材料的多元性能退化可靠性评估模型。分别使用三种随机过程建立老化橡胶微观性能参数的边际退化模型,考虑到橡胶的退化是由温度和紫外线共同作用的结果,故选择Eyring加速模型作为边际模型参数的加速关系,使用MCMC算法估计边际模型中的未知参数,通过BIC准则选择最佳的边际退化模型;进一步使用四种不同的Copula函数去“连接”上述最佳边际模型,再次使用BIC准则选择出最佳的Copula函数得到考虑双退化应力的车用橡胶多元性能可靠性评估模型。最后通过美国标准技术研究所（National Institute of Standard Technology,NIST）设计的自然环境下车用密封橡胶退化试验验证了所建立模型的正确性。