空气弹簧作为钢板弹簧、螺旋弹簧的替代弹性元件，以其优良的减振性能在高速列车、汽车，甚至国外某些拖拉机的悬挂系统中也得到越来越广泛的应用。为了更好的掌握空气弹簧的力学性能，使其与车辆系统匹配，本文以车用自由膜式空气弹簧为研究对象，采用有限元的理论方法，应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了空气弹簧静、动特性有限元模型，通过对空气弹簧静、动特性的分析，探索了自由膜式空气弹簧位移和载荷以及频率和动刚度之间的非线性特性。 本文在对空气弹簧建模过程中橡胶模型的选取和材料参数的确定，帘线的几何特征在空气弹簧工作过程中的变化以及气体单元与橡胶气囊壁之间的相互作用，进行了详细的有限元推导。 在空气弹簧的静特性分析中，主要从不同的气囊初始压力、帘线角、帘线层数、帘线间距出发，讨论了在这些参数变化时，对空气弹簧的几何参数和弹性特性的影响；在空气弹簧动特性分析中，主要研究了不同初始压力、振动频率和幅值时空气弹簧动刚度和频率之间的关系。 应用DSA分析手段，讨论了空气弹簧的设计参数对空气弹簧局部应变能密度的影响。对计算结果进行分析后，改变空气弹簧设计参数并做出优化，为空气弹簧的设计制造提供了一定的理论依据。 通过空气弹簧特性试验与有限元分析模型结果的对比，验证了空气弹簧弹性特性有限元分析的正确性。