大力发展铁路重载运输技术,大幅度地提高货运列车运输质量,是铁路扩能增效的一种有效途径。然而,重载列车由于质量和轴重都有明显地增大,导致列车运行中所需牵引力及制动力呈倍数加大,随着大秦线2万t级长大重载列车的开行,列车长度显著增加,制动波传递时间延长,列车在线路上极有可能呈现一种空间分布状态,因此,重载列车的受力情况非常复杂,车辆之间的冲动在加剧,断钩、脱轨以及货物和设备损坏时有发生,这些问题已经严重影响到重载列车的行车安全,因而非常有必要对长大重载列车动力学性能进行系统全面的研究。本文运用基于循环变量的模块化建模及数值求解方法的三维耦合动力学软件,建立重载列车动力学仿真模型,解决了传统列车动力学研究方法中出现的‘自由度爆炸’及难于计算处理的难题,突破了传统列车动力学研究主要集中在纵向动力学的局限,消除了传统动力学仿真中采用等波速制动特性模拟时所带来的误差,并与基于空气流动理论的重载列车运行仿真系统有机地结合起来,对重载列车在纵向、横向和垂向的耦合动力学性能进行了较为系统地研究。论文的主要工作如下：(1)分析重载组合列车中不同机车编组方式对列车纵向冲动的影响；(2)分析可控列尾装置对列车制动性能的影响；(3)分析不同关门车数目和编挂位置对列车纵向动力学性能的影响；(4)分析不同车钩与牵引杆组合对列车曲线通过性能的影响；(5)分析不同车钩缓冲器类型对列车运行安全性能的影响；(6)分析列车在曲线上的动力学性能,其中包括不同初速度及不同圆曲线半径对列车动力学性能的影响；(7)分析列车在坡道上的动力学性能,其中包括不同初速度及不同牵引制动档位对列车动力学性能的影响。