轮对是车辆系统的主要部件,随着列车运行速度的提高,轮轨间相互作用也越来越剧烈,轮对的弹性模态特征对轮轨系统振动的影响不容忽视。本文以国内某高速列车为研究对象,结合多体动力学和有限元法,将轮对和构架弹性化处理后,建立整车刚-柔耦合动力学模型。考虑1000Hz内的轮对连续多阶模态耦合作用和各阶模态单独作用时,仿真计算车辆在不同工况下的轮轨动力特性,并与刚体轮对的仿真结果对比,研究轮对模态对轮轨系统的影响,结果表明:(1)轮对模态中对动力学性能影响较大的主要是轮对的扭转和一、二阶弯曲模态。在车辆动力学仿真中,考虑轮对前14阶模态可以获得较好的仿真精度,14阶之后的高阶模态对轮轨动力学性能的影响不明显。(2)车辆在直线上低速运行时,轮对扭转模态对轮轨动力学性能影响较大。车辆高速运行时轮轨间动作用加剧,轮对模态对轮轨垂向作用影响不明显,但一、二阶弯曲振动加剧了轮轨横向作用,使车辆的临界速度降低约9%。(3)车辆高速通过曲线时,弹性轮对模态会使轮重减载率和脱轨系数小幅增大,但均未超过安全限值。此外,轮对的扭转和一、二阶弯曲会使纵向蠕滑力显著增大,对横向蠕滑力的影响有限。与刚性轮对相比,轮对弹性振动导致磨耗指数增幅超过20%,其中一阶弯曲的影响最大。轮对的弯曲作用导致轮轨接触点位置分布区域扩大,并向轨道内侧移动,其中外侧轮轨接触点短时间内靠近轮缘根部,容易引发轮缘与钢轨的冲击作用。(4)轮对一阶弯曲模态共振时,蠕滑力的周期性变化对车轮多边形磨耗产生影响。轮对一、二阶弯曲模态会加剧多边形车轮的磨耗,提高车轴的弯曲刚度使其弯曲变形程度减小,可有效缓解车轮的多边形磨耗。本文通过研究轮对模态对轮轨相互作用的影响特征,为我国高速列车轮对低动力设计提供参考意见。