随着车辆向着高速化、重载化方向发展,轮轨接触关系愈加复杂,轮轨磨耗机理研究愈加重要,仅仅研究车辆轮轨在正常工况下的磨耗规律已经不能够满足实际需求。因此探究车轮存在轮径差、车轮不圆、扁疤等工况时轮轨磨耗规律以及磨耗后对车辆系统动力学的影响具有重要意义。本文以CRH3型高速车辆为研究对象,探究车辆车轮存在轮径差、同时存在轮径差和扁疤时的磨耗规律以及对车辆系统动力学的影响。基于多刚体理论和轮轨接触力理论,使用三维建模软件SolidWorks建立CRH3型高速客车动力学模型,采用多体动力学软件UM进行具体轮轨磨耗预测计算,轨道模型选用磨耗稳定型移动质量轨,选用Archard车轮磨耗预测模型,研究四种典型轮径差工况下车轮磨耗规律。主要从磨耗深度分布、磨耗功、单位磨耗功、磨耗功功率、磨耗速率、轮轨接触等效接触角等方面对车轮磨耗情况进行分析。研究表明,存在轮径差时车辆车轮的磨损加剧且轮径差越大,车轮磨损愈发严重。4种典型轮径差中,存在等值反相轮径差车轮磨耗最严重,其次为等值同相轮径差,存在前轮对轮径差时车轮磨耗程度最轻。研究车轮同时存在扁疤和轮径差时车轮的磨耗情况。主要从轮对存在扁疤和等值同相轮径差、扁疤和等值反相轮径差两个方面对车轮磨耗的影响进行研究,研究内容主要从不同运行里程下磨耗深度、踏面廓形变化情况、不同运行里程下轮轨接触点对分布、蠕滑率变化情况等方面进行探究。研究表明,在运行相同里程工况下,轮对同时存在扁疤和轮径差磨耗深度比没有缺陷轮对磨耗深度相对更大、磨耗区域范围更宽。扁疤和轮径差的存在使车轮踏面和钢轨轨面的轮轨接触点对分布不再均匀,同时存在扁疤和轮径差会使蠕滑率增大。研究了同时存在轮径差和扁疤的车辆在车轮磨耗后对车辆系统动力学的影响。主要探究了车辆在车轮无扁疤无轮径差、扁疤1mm等值同相轮径差、扁疤1mm等值反相轮径差三种工况下,车轮踏面磨耗后车辆的动力学性能,主要从平稳性和安全性两个方面进行分析。研究表明,车轮存在轮径差和扁疤基本不会改变车辆运行的平稳性,会降低车辆运行安全性。