近些年,我国高铁技术快速发展,高速列车的运行速度越来越高,中国高铁多次打破世界运营速度的最高记录,是世界上目前运营速度最高的国家。随着高铁运营速度的提高,列车运行的安全问题也逐渐复杂起来。自然界中的侧风环境会使高速列车路堤上运行的气动性能发生恶化,直接威胁列车的运行安全性。本文以ICE型高速动车组为研究对象。首先,通过FLUENT分析高速列车路堤上运行空气动力学特性,获得侧风下高速列车气动荷载。其次,通过SIMPACK建立高速列车多体动力学模型,并施加侧风下高速列车的气动荷载,模拟计算列车的各项安全指标。最后,基于可靠度基本理论,对侧风下高速列车路堤上运行的可靠性做出评价。主要研究内容如下:(1)通过ANSYS-ICEM建立三节编组的高速列车路堤上运行的三维模型,并通过流体分析软件FLUENT对侧风作用下高速列车在不同路堤高度、不同风偏角、不同路堤坡率运行的工况进行模拟。分析列车表面及周围环境的压力场和速度场分布,以及列车气动荷载系数随路堤高度风偏角、路堤坡率的变化规律。(2)基于多体动力学理论,应用SIMPACK建立高速列车多体动力学模型,将侧风作用下列车所受到的气动荷载以时程激励的方式施加到列车上,以此模拟计算侧风作用下列车的轮重减载率、倾覆系数等安全指标,并对不同工况下列车的安全指标进行对比分析。(3)考虑风速脉动对行车安全的影响,根据Cooper理论及谐波叠加法计算模拟脉动风荷载,并将脉动风速转换成脉动力时程荷载施加到列车多体动力学模型。基于可靠度理论,通过响应面法计算出列车在脉动风荷载作用下的功能函数,进而求解得出列车相应的失效概率,对列车的运行安全性做出评价,给出列车路堤运行概率特征风曲线。