近年来随着我国城市人口不断增加,为了满足人们的出行需求,使人们能够方便、快速、安全的到达目的地,需要配置简洁、可容性强、载客量大的城市客运交通工具。城市轨道交通为这一问题提供了解决方案。从我国修建第一条地铁开始,经过几十年的发展,我国的地铁技术已经日趋成熟,开通地铁的城市越来越多,地铁运营里程也不断增加。由于地铁车辆长期高负荷运营,地铁转向架的工作环境比较差,并且承受着很大的动作用力,因此有时会出现一些问题。本文以国内某B型地铁为研究对象,分析其出现转向架异响、高度阀调整杆断裂、一系簧螺栓断裂等问题的原因。本文仅从车辆系统动力学的角度考虑,从车辆异常振动的方向入手,尝试找出问题出现的原因。首先分析该转向架的结构特性,根据车辆的具体参数建立动力学模型。并研究分析正常工况下,该地铁车辆的动力学性能,以及车体、转向架构架和其它部件的振动特性。并将其作为动力学性能比较的基准,与车轮不圆、车轮踏面磨耗、部件失效、曲线线路设置和轨道三角坑等工况下车辆的动力学性能及振动响应情况进行对比,判断车辆及部件振动以及部件动作用力与上述不同影响因素之间的关系,分析可能造成车辆转向架异响和部件断裂问题的原因。本文的主要工作和结论如下:(1)将部件未失效时车辆的动态响应情况作为基准,与空簧失效和二系横向减振器失效后的情况进行对比。结果表明空簧失效会影响车辆的垂向性能,使车辆垂向性能恶化,二系横向减振器失效会使车辆横向性能恶化,二者都会导致车辆出现异常振动,可能导致车辆转向架异响和部件断裂事故的发生。因此,为了避免对车辆造成更不利的影响,当出现部件失效时,应当及时维修和更换。(2)将车轮理想圆时车辆的动力学性能及振动响应作为基准,与车轮三阶、四阶、八阶和九阶不圆,以及车轮轴向磨耗时,车辆系统的动态响应情况作对比。结果表明,车轮不圆会使车体、转向架、轴箱和调整杆的垂向振动都变得剧烈,垂向最大振动加速度随波深的增大而明显增大。车体的振动受到了悬挂系统很大的衰减,但对于轴箱和构架,随着波深的增加,冲击不断增大,车轮不圆引起的振动幅值也不断增大,并远远超过车轮理想圆时轴箱和构架的振动幅值,使垂向振动加速度迅速增大,且车轮不圆阶数越大,振动加速度的变化越明显,对轴箱和构架影响很大,会导致转向架异响和轴箱底部紧固螺栓断裂事故的发生。而车轮轴向磨耗会使车辆的横向性能变差,车辆横向振动加速度增大,这也是导致车辆异常振动的原因,会导致车辆转向架异响和部件断裂事故的发生。(3)计算了不同的曲线半径、缓和曲线长度和超高等曲线参数时,车辆的平稳性、安全性和振动加速度,将结果进行对比,分析曲线线路设置对车辆系统的影响。计算结果表明,曲线半径越大、缓和曲线长度越大,车体、构架、轴箱和调整杆的横向振动越小,车辆运行安全性越好。运行速度对车辆性能的影响也很大,因此为了使车辆安全、平稳地通过曲线线路,并避免车内人员的不适,应该降低运行速度。通过分析曲线超高对车辆的影响发现,欠超高或过超高越大,车辆受到的横向作用力也越大,导致车辆横向性能恶化,车辆安全性降低。因此车辆运行速度应该尽可能的接近曲线超高设计时的均衡速度,避免因车辆受到较大的横向作用力,而导致一系簧螺栓断裂、调整杆断裂等事故的发生。(4)分析车辆经过轨道三角坑时的动力学性能,并将不同波幅下的车辆动力学性能进行对比。结果表明,当车辆经过三角坑时,车体、构架、轴箱和调整杆都会产生较大的横向和垂向振动加速度,且振动加速度随着波幅的增加而增大,可能导致转向架异响和一系簧螺栓断裂事故的发生。并且车辆在经过三角坑时还会产生较大的轮重减载率和脱轨系数,数值会随波幅的增加而迅速增大,影响行车安全。