随着我国铁路运输的发展,铁路运输不能仅达到单纯运输的目的,还要兼顾轻量化、低噪声、保护环境等等,为了实现该目的,研发新型结构转向架成为关键。现阶段我国铁道车辆转向架一般采用轴箱在车轮外侧布置的二轴或者多轴转向架,它具有蛇行运动稳定性好,抗侧滚能力强,检修方便等优点,因此成为了我国铁道车辆的主型转向架,但是它也存在着由于簧下质量大,造成轮轨作用力及轮轨磨耗增大,小半径曲线及扭曲线路通过性能差等缺点,近些年研究人员针对这一问题研究出了一种新型结构模式转向架,它将轴箱、构架及一系悬挂装置放置在车轮内侧,使构架成为了内支承模式,本文以轴箱内置式转向架为研究对象,研究轴箱内置式转向架的优缺点、正常工况和非正常工况下的动力学性能。首先,从小半径曲线通过性能、轻量化、轮轨作用力、轮轨磨耗、扭曲线路通过性能、空气弹簧运动特征、车辆运行噪音、车轴疲劳、蛇行运动稳定性、抗倾覆性能上对轴箱内置式转向架的优缺点进行了详细的理论分析。其次,建立了轴箱内置式转向架车辆动力学模型,对比分析了轴箱内置式转向架车辆和传统转向架车辆在正常工况下、扭曲线路工况下以及侧风工况下的动力学性能的差异,对前述理论分析进行了仿真验证,并研究了在扭曲线路工况下轴箱内置式转向架车辆的一系垂向刚度和二系抗侧滚扭杆刚度对轮重减载率的影响。然后,从悬挂参数和结构参数上对轴箱内置式转向架车辆的蛇行运动稳定性和侧风抗倾覆性能进行研究,发现适当增大轴箱定位拉杆纵向刚度、抗蛇行减振器阻尼系数、轴箱悬挂横向跨距可以改善车辆的蛇行运动稳定性;增大空簧悬挂横向跨距、一系垂向刚度、二系抗侧滚扭杆刚度可以改善车辆的侧风抗倾覆性能;并对柔度系数进行分析,综合高频振动传递、扭曲线路工况、侧风工况和柔度系数的影响,一系垂向刚度和二系抗侧滚扭杆刚度应在适宜范围内折衷取值,过大会恶化车辆的扭曲线路通过性能,过小则不能保证侧风抗倾覆性能和限界要求。最后,为保证车辆的侧风抗倾覆性能,一系垂向刚度宜取较大值,但是易将轮轨的高频振动传递到构架,考虑在一系垂向刚度取较小值的情况下在构架和轴箱之间增加轴箱抗侧滚装置,研究轴箱抗侧滚装置侧滚刚度对一系垂向振动传递率和倾覆系数的影响,发现轴箱抗侧滚装置既可以提高轴箱内置式转向架车辆的侧风抗倾覆性能,又不会传递高频振动,但是过大的轴箱抗侧滚装置侧滚刚度也会恶化扭曲线路通过性能,即轴箱抗侧滚装置侧滚刚度和二系抗侧滚扭杆刚度也需在适宜范围内折衷取值。