炭黑是目前橡胶工业应用最广泛的补强剂。因炭黑填充橡胶复合材料的性能优异,被广泛用于轮胎、隔振器、密封件及衬套等,但橡胶部件处于高温环境或受到循环载荷下的自加热性使得温度升高,从而严重影响力学性能,所以探究橡胶复合材料的力学性能对实际生产和设计尤为重要。本文对较大变形范围内（150%应变）橡胶复合材料的超弹性力学行为与温度相关性进行了研究,目的是考察温度及循环加卸载对炭黑填充橡胶超弹性力学行为的影响。主要研究结果概括如下:（1）研究了较大变形范围内不同炭黑填充量对天然橡胶超弹性力学行为的影响,炭黑填充量影响着炭黑填充橡胶应力—应变曲线的陡峭程度。基于Yeoh本构模型拟合了不同炭黑含量填充橡胶的单轴拉伸实验数据。Yeoh本构模型的材料参数与炭黑体积分数之间存在定量关系,并以此建立了一种计算Yeoh本构模型材料参数的方法,可预报橡胶超弹性力学行为与炭黑填充体积分数之间的相关性。（2）为考察不同炭黑填充量橡胶复合材料在温度影响下的循环拉伸超弹性力学行为,运用可变温的电子万能试验机对有变形历史的炭黑填充橡胶（包括纯橡胶）采用了依次增加应变大小的“阶梯式”加载方式,完成了293K、313K、333K、353K、363K和383K等不同温度下的循环拉伸加卸载实验。对比不同炭黑填充量橡胶试样在温度变化下的循环拉伸加卸载应力—应变曲线能够发现,炭黑对橡胶基体的补强作用随温度升高而逐渐削弱,并通过不同加载段应力最大值和应力放大因子对这种削弱趋势定量表征,揭示了温度变化与炭黑含量对橡胶复合材料循环拉伸超弹性力学行为的不同影响。（3）进行了较大变形范围内不同温度下不同炭黑填充量橡胶复合材料（包括纯橡胶）的单轴拉伸实验。通过比较不同本构模型对其应力-应变随温度变化规律的适应性,得出Yeoh本构模型的材料参数具有温度相关性,并基于连续介质力学的Yeoh本构模型构建了显含温度的形式,而且通过有限元分析考察了显含温度的Yeoh本构模型对不同温度下不同炭黑填充量橡胶的表征能力。