随着轨道车辆的车速与货载量的不断提升和行驶环境不断复杂,车辆轨道系统面临的压力越来越大。为保证轨道车辆安全平稳的运行,加大对车辆轨道耦合动力学的深入研究是十分有意义的。本文运用耦合动力学的原理对车辆轨道系统进行了合理的简化,保留影响较大的部件进行分析。分别采用C62A普通货车T50型钢轨作为模型进行数学建模与分析。将钢轨看作连续的Euler梁,轨枕和道床看作是离散体,而车体的各部件视为刚体,各部件间用弹簧—阻尼模型来连接。通过对简化实体模型的研究,运用数值积分法建立整个系统的非线性数学积分模型,同时采用Newmark-β校正预测法对车辆轨道耦合动力学数学模型进行分析计算。为方便图形的输出和计算效率的提高,选择在Matlab计算平台上计算。考虑到本文的数学模型的空间方程具有较多自由度和较小的积分步长,尝试使用变积分步长的方法进行计算,同时融合并行计算方法来提高计算效率,并对不同的程序块分别使用数据并行和任务并行的方式,以达到高效计算的目的。为更切实的模拟车辆的行驶过程,本文采用美国随机不平顺轨道谱来做激扰谱,运用周期法进行轨道谱的提取,运用Hertz非线性接触理论来计算轮轨间的作用力。随机不平顺产生了随机的轮轨间作用力。轮轨关系成为整个系统的反馈枢纽。为了解不同情况下车辆的运行状态,改变轨道车辆的运行速度、轨道参数、道床的参数,从而计算车辆各部件和轨道系统在各平面的速度,加速度,位移,力和振动规律,深入研究车辆轨道系统在垂向和横向的运动,分析和对比数据最终得到适合车辆运行的最佳参数。