针对高速列车车轮高阶多边形磨耗问题,基于切削切痕机理,以计算、分析动车组动力学测试数据为出发点。分析、总结了现有车轮高阶多边形磨耗的典型振动特征、时频域传递关系、多边形磨耗演化与发展规律。建立了包括橡胶垫片、扣件及钢轨在内的轨道动力学模型,考虑单个转向架两轮对对钢轨的约束作用,分析了钢轨的模态振动特性,得到了同一个转向架两轮对范围内钢轨的振动模态。研究了钢轨模态的激发条件,分析了钢轨模态振动频率中与高速列车车轮多边形磨耗频率直接相关的频率成分,确定了导致车轮多边形问题的频率来源。建立了轮轨间相对振动频率、车轮转动频率及车轮多边形阶数之间的关系。有以下研究结论与成果:1)多边形振动会通过轨道传递。两条轮对同时存在多边形且频率有差异时,轴箱振动会产生拍振现象导致振动能量显著放大。多边形轮对高频振动会传递至相邻无多边形磨耗轮对,振动量级与前者相当。2)车轮高频振动响应在车轮磨耗后期的短时间内发展迅速,高阶多边形发展过程中存在"突变"的典型特征。3)分别以铁木辛柯连续梁理论与有限单元法计算得到了同一个转向架轴距内钢轨局部模态振动特性,钢轨第三阶垂向弯曲模态振动主频与多边形频率重合。4)结合轮轨间相对振动频率、车轮转频、多边形阶次的关系,轮轨接触再生颤振模型与强迫再生颤振模型可分别用于描述无初始不圆时车轮多边形的形成机理、存在多边形磨耗时车轮多边形的发展机理。