以城市轨道车辆车轮为研究对象,建立了S型辐板轨道车辆车轮模型,利用有限元方法研究了不同磨耗情况下车轮结构应力和热应力的变化特点,分析了结构场和温度场的耦合作用对车轮应力特性的影响,获得了热力耦合作用下的车轮结构应力和热应力的耦合规律。仿真结果表明:随着车轮踏面的磨耗,其结构应力、热应力与耦合应力均呈非线性变化,在车轮直径为800~840mm的磨损区间,耦合应力较稳定,当磨损到直径小于800mm之后,其耦合应力增长较快,特别是磨耗到770mm时,耦合应力骤升,磨耗到限时耦合应力达到179.5 MPa;车轮的耦合应力是复杂的三维空间力系的叠加,在耦合应力分布上,车轮辐板处耦合应力最大点位置发生漂移现象,制动结束时的车轮辐板处耦合应力最大,大于结构应力最大值与热应力最大值,因此,耦合应力在车轮应力中占主导作用,在车轮的结构设计时,建议考虑结构应力和热应力的耦合作用,把耦合应力作为车轮疲劳强度的评价指标。