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运用非线性有限元分析技术，研究了由多层正交异性复合材料组成的高速客车空气弹簧的非线性横向刚度特性，分析考虑了大变形的几何非线性和胶囊与金属裙板形成的接触非线性，得到了空气弹簧横向刚度非线性特性较为精确的描述，基于这一横向刚度，对安装空气弹簧的高速客车转向架进行了非线性暂态曲线通过的动力学仿真，获得了较为精确的结果。