随着城市经济圈的不断扩大,快线城轨车辆规模不断扩大,随之而来的车辆动力学问题愈发凸显。车轮磨耗导致快线城轨车辆轮轨匹配状态恶化,车辆运动稳定性降低,严重影响了车辆乘坐性能。车轮镟修是解决此类问题最直接的办法,但是车轮的镟修次数是有限的,频繁的镟修会缩短车轮使用寿命,增加运营成本。为了探寻其他有效的解决措施,本文针对快线城轨车辆在不同车轮状态下的动力学问题进行了研究和分析,主要开展以下工作:(1)基于运营快线城轨车辆的线路动力学试验测试数据,分析了车辆的动力学性能指标,分析了车体和构架的振动频率以及振动传递关系。此类车辆在最高运行速度下,均存在横向平稳性指标超过优秀等级限制2.5,而垂向平稳性指标无异常的情况。基于此,明确研究核心为车辆在较高速度下运行的横向运动稳定性问题。(2)研究了自由轮对和柔性定位转向架的蛇行运动规律和主要影响因素,为车辆横向运动稳定性研究提供理论基础。建立了某型最高运营速度为120 km/h的地铁车辆的Simpack多刚体动力学仿真模型,结合实测车轮LM踏面廓形,再现了实际运营中出现的横向平稳性指标超标问题。从车辆系统悬挂模态、轮轨匹配状态、振动频率和振动传递等方面分析了车辆乘坐性能异常原因。(3)提出基于原车进行悬挂参数优化和安装抗蛇行减振器两种方法以提高车辆横向运动稳定性。仿真分析车辆在不同等效锥度、一系定位刚度、一系垂向刚度和阻尼、二系横向刚度和阻尼、二系垂向刚度和阻尼、抗侧滚扭杆刚度以及安装抗蛇行减振器下的动力学性能,并得到了滚振试验的验证。结合空间矢量映射法,对比了轮轮等效锥度和轮轨等效锥度的差异。利用建立的地铁车辆动力学模型,对车辆在安装抗蛇行减振器后的曲线通过性能进行了仿真预测。