本文主要以橡胶衬套这类典型的橡胶弹性元件为研究对象，对其结构优化问题进行探讨。橡胶衬套广泛应用在轨道交通行业，它主要由橡胶体、金属外套和金属芯轴组成。由于橡胶材料独特的超弹性和黏弹性，橡胶衬套既可传递载荷，同时在载荷传递过程中还能起到消减冲击和振动的作用。在橡胶衬套的结构设计中，为了避免产生过大的拉应力，一般在橡胶筒外侧开设凹槽以改善其应力状况。另外对于设计满足特定的实向和空向刚度之比的橡胶衬套，一般通过开凿来实现，本文研究了其开凿孔的厚度、孤长对刚度的影响。此外对于橡胶垫的尺寸优化研究也做了一部分工作。本文的主要研究内容和结果如下：1.对橡胶超弹性本构模型的研究进展进行了简要概述。根据橡胶标准试样的单轴拉伸、等双轴拉伸和平面拉伸力学行为的试验数据，对几种常用超弹性本构模型进行分析，探讨了各模型对橡胶材料本构行为描述的适用性，给出超弹性本构模型的选取策略。结果表明，Ogden模型（N=3）能很好地描述各变形模式下的应力-应变行为。2.运用ABAQUS平台下的ATOM优化模块对橡胶衬套进行了优化计算。通过计算，在减少橡胶材料用量的同时，有效地降低了最大Mises应力，并且提高了橡胶衬套的刚度。结果表明，对于橡胶衬套进行开凹槽设计能有效提高新产品的质量并降低成本。3.运用基于ABAQUS的Python语言针对橡胶垫和橡胶衬套的开孔设计进行了尺寸优化程序的编制。对橡胶垫，通过计算垂向承载下外轮廓线中点的水平位移，来控制外轮廓线的半径，能为橡胶垫的设计提供有效信息。对橡胶衬套的开孔设计，通过此程序能获得开孔半径、宽度、弧长及实向与空向刚度比等相关参数之间的关系图谱。通过修改此程序能为其它橡胶弹性元件的结构优化设计提供有效信息，同时还能将拓展，使其具有面向对象的产品参数化建模、分析和输出的功能。