本发明公开了基于振动力级频谱的复合冷却系统振动优化设计方法，包括以下步骤：获得复合冷却系统设计输入条件；建立三维CAD模型，初步确定减振垫参数值；建立有限元模型；对有限元模型进行振动CAE分析，对复合冷却系统样品进行振动试验；进行对比分析；根据对比分析的结果工程修正有限元模型；根据振动CAE分析结果，对有限元模型中提取安装座处的振动力级进行频谱响应分析；调整复合冷却系统安装座减振垫参数值，直到满足复合冷却系统振动响应要求。本发明采用振动力级频谱响应分析控制复合冷却系统振动，提高复合冷却系统及轨道列车的寿命及舒适性；降低了有限元模型与复合冷却系统样品之间的误差，设计质量高。