由于实测的车轮和钢轨型面(轮轨型面)基准坐标系会受到多种因素的干扰而与理论坐标系产生偏差,因此需要将实测的轮轨型面进行坐标变换,才能与标准坐标系对齐并对比分析。提出了将ICP算法应用于轮轨型面对齐的数据处理方法,并与传统的5种轮轨型面对齐方法进行了对比。分析表明,采用线对齐的ICP算法比传统方法效果更好,能更加准确的计算轮轨磨耗量。当测量基准坐标发生偏移和旋转时,传统方法将不再适用,而ICP算法仍然有效,可将此方法应用于轮轨型面的在线监测。我国高速动车组在线路运营中,发生过1.0～2.5Hz范围内的车体晃动现象,这是因为在某些边界条件下,车体的悬挂模态与蛇行模态耦合发生一次蛇行,会对车辆性能产生很大的影响。通过建立经典的转向架和车辆横向动力学模型,研究了悬挂模态和蛇行模态的频率、阻尼比和振型,并对车辆悬挂模态和蛇行模态交叉耦合转换现象进行了分析。通过变参分析,研究了参数对车辆模态的影响规律。本文的主要工作有:(1)提出了适用于轮轨型面对齐的ICP算法,通过对比分析表明,采用线对齐方法优于传统的点对齐方法。(2)建立了 6自由度转向架横向模型,分析了特征值和特征向量与模态参数的关系,分别用振型速度追踪法和特征值速度追踪法研究了振型的连续性。(3)从悬挂参数动态灵敏度分析和单变量分析法,对转向架的模态频率做了分析,发现一系定位刚度是最重要的影响因子。通过多元参数对转向架的模态分析发现,只有小定位刚度和小阻尼时,构架存在恢复性失稳振型,否则,只有轮对的两个永久失稳振型。(4)建立了 17自由度的车辆横向模型,分析了转向架蛇行振型和车体振型交叉耦合现象,发现在特定条件下车辆的悬挂模态与蛇行模态频率交叉时,两种振型会相互转换,而这种状态往往对应车辆的一次蛇行。通过变参分析,得到了参数对车体三个振型的影响规律。