铁路的高速化是当今世界铁路的发展趋势,目前国产“和谐号”和“复兴号”高速列车遍布我国各大区域和主要干线。铁路运输高速化的过程中,转向架悬吊部件在列车服役期间频发失效问题引起广泛关注,这些问题主要与列车的动态特性相关。本文以某高速列车为研究对象,以振动诱发的转向架悬吊部件失效机理为研究内容,开展转向架悬吊部件在整车耦合大系统下的振动行为、振动传递规律及振动失效研究,旨在从理论入手,结合仿真计算,探明振动引发的结构失效作用机制。主要涉及高速列车整车及悬吊部件振动行为研究和高速列车轮轨耦合激励研究两方面,具体的研究工作如下所示:(1)建立考虑转向架悬吊部件的高速列车耦合大系统动力学模型,采用Hertz非线性接触理论对车辆子系统和轨道子系统进行耦合,并结合轨道不平顺激励对模型进行验证。(2)探究轮对多边形磨损成因及机理。首先,给出了高速列车轮对多边形阶数及径跳分布状况;从车轮镟修、轮对模态等方面对轮对多边形成因进行分析。第二,从车轮滚动多周形成多边形角度出发对多边形阶数成因进行分析。第三,研究踏面轮径差、多边形等数学模型,分析不同形式激励对车辆轨道耦合系统动力特性的影响。最后,结合轮对多边形各阶不圆成因,给出减缓车轮不圆化的措施。(3)研究高速列车整车及悬吊部件振动行为:基于模态分析理论,分析转向架悬吊部件的主导模态与实际运行工况激励频率之间的相关性,为悬吊部件共振避频提供理论依据。基于随机振动理论,研究在线路不平顺激扰下高速列车高速运行时的振动状态,分析悬吊部件在不同运行工况,不同激励频率的振动特征;以200km/h为例,给出不同阶数列车轮对的径跳限值。结果表明:不同车速、轮对多边形阶数和径跳下的轮轨垂向作用力幅值不同;轮对镟修仅由轮径差作为镟修标准具有片面性,镟修要综合考虑常行车速、多边形阶数等因素;齿轮箱受和轮对受轮轨激励直接影响,对高频激励敏感,转向架振动对低频敏感;结合轨道谱与高阶多边形输入对比得出高阶多边形激励具有能量集中性;结合试验数据说明轮对多边形磨损是高速列车悬吊部件失效的重要原因。