地铁列车因其方便快捷、承载大等优点,成为城市居民出行的首选工具。然而,地铁列车运营事故屡见不鲜,其中由于车钩缓冲装置引起的列车脱轨事故不容小觑。因此本文以地铁列车的车钩缓冲装置为研究对象,建立了其详细的有限元模型,准确模拟了其轴向特性和运动特性;在此基础上,建立了四编组列车碰撞有限元模型,深入研究了不同工况下车钩缓冲装置的碰撞特性及其对列车脱轨行为的影响,对进一步分析钩缓装置在碰撞过程中的作用特性有重要意义,有助于提高地铁列车的被动安全性能。首先,建立了弹性胶泥缓冲器和膨胀式压溃装置的有限元模型;在此基础上,建立了全自动钩缓装置和半永久钩缓装置详细的有限元模型。针对钩缓装置的轴向特性,主要考虑缓冲器和压溃管的吸能特性以及过载保护装置的失效特性;针对其运动特性,主要考虑点头、摇头运动;基于此设计了五种工况,验证了钩缓装置有限元模型的有效性。其次,在全自动钩缓装置和半永久钩缓装置精细有限元模型的基础上,建立了四编组列车碰撞有限元模型。针对钩缓装置的轴向特性,设计了低速碰撞（8 km/h、15 km/h）和中速碰撞（25 km/h、36 km/h、48 km/h）五种速度工况;针对钩缓装置的运动特性,以25 km/h的碰撞初速度,设置主、被动车垂向高度差和横向偏移量分别为0 mm、20mm、40 mm和60 mm各四种工况;分别研究碰撞速度、垂向高度差和横向偏移量三个单一变量对钩缓装置作用过程和运动姿态的影响以及其对列车脱轨行为的影响。通过上述研究,分析钩缓装置的碰撞特性,发现以下规律:（1）钩缓装置作用过程与对应的界面力相关;（2）由于缓冲器的影响,主、被动车头车车钩压溃管相继发生作用,钩缓装置失效顺序影响其压溃管的利用率;（3）钩缓装置的运动特性与其力级和行程有关,低速碰撞时,碰撞速度越高,钩缓装置运动越剧烈,中速碰撞时反之;（4）主、被动车存在垂向高度差时,钩缓装置点头角和摇头角均有所增大,而随着垂向高度差的增大,钩缓装置点头运动越剧烈,摇头运动反之;（5）主、被动车横向偏移量越大,头车钩缓装置点头、摇头运动越剧烈,但横向偏移量超过40 mm时,呈减小趋势。最后,通过对不同碰撞边界条件下列车脱轨系数的对比,研究列车脱轨行为。结果表明:（1）列车脱轨风险的高低是由车体两端钩缓装置的力级与姿态共同作用的结果;（2）在头车钩缓装置作用时间内,低速碰撞时,碰撞速度越高,列车脱轨风险越大,中速碰撞的趋势相反,碰撞速度为15 km/h时,列车脱轨风险最大;（3）主、被动车垂向高度差的存在会提高列车的脱轨风险,在头车钩缓装置作用时间内,随着垂向高度差的增大,列车脱轨风险降低;（4）在头车钩缓装置作用时间内,随着主、被动车横向偏移量的增大,列车脱轨风险有所增大,而横向偏移量大于40 mm时,脱轨风险有所降低。