我国高速铁路开通以来,部分高速列车车轮出现非圆化情况,引起车辆系统的异常振动,降低了车辆乘坐舒适性,甚至影响了列车的正常运营。为了掌握车轮非圆化发展规律及其对车辆系统关键部件振动特性的影响,本文对我国部分现役高速车辆的车轮非圆化和关键部件振动进行了现场跟踪测试。同时在现场测试基础上,采用理论建模的方法,研究了车轮非圆化对高速车辆系统动力学性能的影响。具体的研究工作及结论如下：1.基于车辆系统动力学理论,建立了考虑车体弹性的三维刚柔耦合高速车辆系统动力学模型。模型中考虑了车体的中部菱形、呼吸模态、垂向弯曲、横向弯曲和车体扭转模态。验证了模型中柔性车体模态的正确性,并对多刚体模型和刚柔耦合模型的直线和曲线响应进行了对比分析。2.对我国现役的某三种型号高速车辆进行了多个车轮镟修周期中不同运营里程下车轮非圆化状态和车辆系统关键部件振动的跟踪测试。分析了我国高速车轮非圆化特征及发展规律,研究了车轮非圆化与车辆系统关键部件振动特征的关系。3.测试发现,车轮在第一周期中主要表现出三边形磨耗特性,在第二周期中呈现高阶(主要是20阶)多边形磨耗特性。异常磨耗车轮显著阶次下的多边形磨耗形式会加剧轴箱、构架和车内地板的振动。车轮镟修能有效降低车轮非圆化径跳和车辆系统关键部件的振动,但如果车轮周向非均匀硬化不能有效消除,将加速车轮非圆化的发展。4.基于实测的车轮非圆化,采用建立的柔性车体三维刚柔耦合动力学模型,分析了车轮非圆化对高速车辆系统动力学性能的影响。数值结果表明,车轮径跳值的增大会加剧轮轨动力学行为,个别非圆化阶次将导致车辆系统部件产生共振,从而加剧系统振动。