随着高速铁路的快速发展,高速列车的运行速度得到显著提高,随之而来的列车运行安全性问题也越来越明显。高速列车悬挂系统动力学参数变化会影响列车的运行安全性,特别是在横风环境下。本文结合计算流体力学和多体系统动力学理论,分析横风环境下列车悬挂系统动力学参数变化对列车运行安全性的影响,以及构建横风下列车悬挂系统参数优化模型,开展高速列车横风下运行安全性的单目标优化、多目标优化以及多工况多目标优化。主要内容包含以下几个方面:(1)建立高速列车多体系统动力学模型,研究动力学参数变化对列车运行安全性的影响。计算结果表明二系空气弹簧垂向刚度变化对横风下列车运行安全性影响较大,脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力以及轮轴横向力均随着二系空气弹簧垂向刚度的增加而减少。(2)建立横风下列车悬挂系统动力学参数优化模型,以脱轨系数为优化目标,分析不同单目标优化算法的计算结果,得到基于MIGA全局探索和DS算法的混合单目标优化算法的优化效果最佳。并以此算法为基础对其他安全性指标分别进行单目标优化。(3)建立横风下列车悬挂系统动力学参数优化模型,以轮轴横向力和轮重减载率为优化目标进行高速列车横风下多目标优化。优化结果表明:优化之后的脱轨系数、轮轨垂向力以及轮轴横向力均有较好的收敛效果,轮重减载率有明显的减少趋势。通过对比Pareto加权最优解与初始数据可知:优化之后的头车车体在横向以及垂向的位移均得到有效的改善,车轮的横移量以及抬升量相对初始值均有较大幅度的减小,从而使运行安全性指标得以优化。(4)建立列车在10m桥梁多工况动力学参数的多目标优化模型,开展列车在10m桥梁多工况下多目标优化,结果表明:10m桥梁多工况多目标优化之后的运行安全性指标均有着较好的优化效果;优化之后列车的横移量与抬升量均存在不同程度的减少,进而轮轨力减少,运行安全性得以优化。