高速磁浮交通作为当今一种新型轨道交通制式,具有速度高、振动噪声低、乘客舒适性好和曲线通过能力强等优点,同时随着交通多元化发展,与其他交通制式形成优势互补,高速磁浮较好地填补了飞机与高铁间的速度空白,具有良好的应用前景。电磁悬浮型磁浮车辆运行方式为非粘着运行,通过非线性有源主动时变力来实现悬浮及导向,开展车轨耦合振动研究,是研究磁浮系统动力特性的基础和关键,同时,由于电磁悬浮系统本质上是不稳定的非线性系统,有必要将车辆系统、控制系统和轨道梁系统作为整体进行研究。而对高速磁浮轨道梁结构刚度的设计要求过高,是造成线路造价昂贵的重要因素,严重制约着高速磁浮交通技术的发展。针对上述问题,本文以TR08型磁浮车辆和上海高速磁浮轨道梁为研究对象,对整车动力学方程进行了推导,对电磁悬浮原理进行了阐述;在满足轨道梁竖向刚度限值条件下,利用结构优化软件Opti Sruct,进行轨道梁截面尺寸优化;利用多体动力学仿真分析软件UM,建立了238个自由度的车辆空间动力学模型,悬浮、导向系统均采用PID控制模型;在轨道梁截面尺寸优化结果基础上,采用有限元软件ANSYS和UM软件进行联合仿真分析,分别基于优化前后的轨道梁,创建了高速磁浮车辆—轨道梁刚柔耦合模型,对比分析了轨道不平顺作用下,AW0工况的单节车辆分别以200、350和450 km/h三种速度,匀速通过两种轨道梁的车辆—轨道梁耦合系统垂向动态响应,部分结果与已有文献的试验结果进行对比,以验证模型的可靠性,结果表明优化效果达到预期,最后研究了350 km/h速度下,车体质量、空气弹簧垂向刚度、轨道梁混凝土强度等级和垂向轨道不平顺,对车辆—优化轨道梁耦合系统的影响。得到的主要结论如下:（1）与优化前对比,经过优化后轨道梁结构总质量由148.65 t减轻至119.93 t;优化工况下优化轨道梁最大垂向挠度为2.960 mm,第一阶自振频率为8.07 Hz,均满足德国高速磁浮规范中对于高速磁浮简支梁竖向刚度限值6.192 mm和频率限值6.41 Hz的要求,不会引起系统共振。轨道梁的优化主要影响其垂向振动响应,与优化前对比,经过优化后,轨道梁的垂向振动响应增加,但仍能满足相关限值要求;轨道梁的优化对车体和悬浮架的垂向振动响应及悬浮特性影响较小,车辆以三种速度匀速通过两种轨道梁时,车体振动较小,悬浮力、控制电流波动幅值均不大,表明轨道梁经过优化后,车辆仍能保证运行安全,车辆乘客舒适性较好,轨道梁的优化达到预期效果。（2）车体质量主要影响优化轨道梁的垂向振动响应,优化轨道梁跨中垂向挠度及振动加速度最大值,随车体质量的增加近似线性增长,而车体质心垂向振动加速度最大值呈减小的趋势,总体变化幅值较小。（3）空气弹簧垂向刚度对车体的垂向振动响应影响较为显著,车体质心垂向振动加速度最大值随空气弹簧垂向刚度的增加近似线性增长,而对优化轨道梁的垂向振动响应影响较小。（4）随着轨道梁混凝土强度等级的增加,优化轨道梁第一阶自振频率略有增加,优化轨道梁的垂向振动响应有所改善,从整体来看,对车轨耦合系统的振动影响较小,优化轨道梁和车体的垂向振动响应变化幅值均较小。（5）垂向轨道不平顺主要影响优化轨道梁跨中垂向振动加速度和车体的垂向振动响应,特别对车体的垂向振动响应影响较为显著,优化轨道梁跨中垂向振动加速度和车体质心垂向振动加速度最大值,随不平顺幅值的增加近似线性增长,而对优化轨道梁跨中垂向挠度影响较小,证明了垂向轨道不平顺激扰是引起车轨耦合振动的主要激励源。因此,优化轨道梁在制造和安装等过程中,有必要对垂向轨道不平顺幅值提出限值要求,同时,在运营过程中,需对其进行定期维护。