轨道车辆液压减振系统作为核心悬挂元件,其特征参数将对车辆运行品质产生显著影响,动力学性能恶化一般都与轮轨接触状态和悬挂参数不匹配有关,不同激励频率下应选取不同悬挂参数才能满足列车平稳性和稳定性的要求。而目前轨道车辆悬挂系统大多为被动式,减振器和串联橡胶关节一般不具有频变特性。本文从抗蛇行减振器定值刚度无法兼顾列车在不同轮轨接触等效锥度下的横向稳定性这一矛盾出发,提出了一种安装于减振器端部的具有频变参数特性的液压橡胶关节（HRJ）。本文开展对液压橡胶关节的研究是十分有意义的。论文主要工作如下:首先,详细阐述了液压橡胶关节内部构造及迟滞原理。采用直接法进行双向流固耦合有限元瞬态分析,搭建固体结构和流体区域的有限元模型,二者通过流固耦合边界条件相联系。结合橡胶材料实验数据,基于Mooney-Rivlin超弹性材料本构模型对橡胶的力学行为加以描述,为有限元仿真提供材料参数依据。其次,将静刚度、动态刚度和阻尼滞后角作为评价指标,综合分析液压橡胶关节的力学特性。结果表明:a)缓慢加载下,液压橡胶关节静刚度与径向位移量的相关性较小,液体腔体积会对刚度值产生一定影响。b)正弦激励下,液压橡胶关节表现出低频低刚度,高频高刚度的频变参数特性。随着激励频率的提高,滞后角先迅速增大,到达峰值后缓慢减小。c)径向预加载量对关节动态特性无显著影响;增大液体腔体积,减小流道截面积,减少流道数量,增加流道长度或增大内部流体粘度都可以有效提高动态刚度放大倍数,降低峰值滞后角所对应的激励频率;提高橡胶硬度将导致静刚度随之增加,但动态刚度放大倍数会有所降低。d)为确保关节在服役期间的可靠性,讨论内部液体泄漏以及流道部分堵塞这两个故障工况下液压橡胶关节的力学行为。再次,从结构参数和材料属性两方面对液压橡胶关节进行设计优化。选用邵氏硬度为63 HA的硫化橡胶以及动力粘度为200 m Pa.s的二甲基硅油,采用U形迂回式流道结构。优化后的液压橡胶关节静刚度约为12 k N/mm,激励频率10 Hz时的动态刚度约为48 k N/mm,动态刚度提高了4倍。滞后角在0.7 Hz附近时出现峰值,峰值滞后角约为36.8°。阻尼系数在激励频率0.7 Hz后趋于稳定,约为7.1 k N.s/mm。优化后的液压橡胶关节更符合在轨道车辆上的使用需求。最后,分别搭建集总参数模型、等效机械模型以及弹簧阻尼整数阶模型,从理论上对液压橡胶关节的特征参数进行分析。详细推导了Poynting-Thomson模型动态刚度和滞后角的理论表达式,理论值和有限元仿真结果高度重合,表明采用Poynting-Thomson模型可以精准拟合液压橡胶关节的动态特性,也进一步验证了本文所述流固耦合有限元仿真方法的准确性,为将具有频变参数特性的新型橡胶关节引入到车辆系统动力学计算中提供了一种可行的手段。综上所述,本文的研究成果对液压橡胶关节的研发设计、理论分析、仿真计算以及实验验证都具有一定的指导意义,对“弹性橡胶-粘性液体”复合减振技术在轨道车辆上的推广也具有一定参考价值。