铁路运输由于其开放的运行环境,极易受水、油、树叶等第三介质的影响而产生低黏着问题,为保障列车在低黏着工况下的运行安全,铁路上广泛采用撒砂来提高黏着水平。由于撒砂过程中存在颗粒损失,导致撒砂量与进入轮轨界面颗粒量存在较大差异。因此通过深入研究撒砂动态过程,阐明不同因素对颗粒利用率的影响规律,对进一步撒砂应用优化和调控具有重要指导意义。本文根据列车运动中轮轨的相对运动关系,设计研发了列车撒砂过程模拟检测装置,利用该装置对撒砂过程的颗粒喷射行为和颗粒利用率进行了系统研究,得出了不同应用参数对撒砂过程的影响规律。论文研究的主要结论如下:（1）设计研发了1:1全尺寸列车撒砂过程模拟检测装置,可模拟列车运行时速0～120km/h,横风速度0～15m/s等多种条件下的颗粒利用率测试。在装置基础上,利用高速摄像机和图像处理技术实现了对撒砂过程的可视化检测功能,可对不同参数下的撒砂过程进行动态检测,包括不同列车速度、横风速度、撒砂器类型、喷嘴安装位置、增黏颗粒、颗粒喷射速度等。（2）颗粒喷射过程中,随着颗粒粒径的减小,喷射速度和撒砂流量呈增大趋势;射流扩散角度与颗粒在管内的运动形式有关,随着颗粒喷射速度的提升,颗粒运动形式经历了带固定床的流动、跳跃流、不均匀流到均匀流的转变,射流扩散角度随之减小。（3）颗粒喷射过程中,由于横风的影响,颗粒轨迹会产生一定的横向偏移,随着横风速度的增大,颗粒轨迹横向偏移程度增大,小粒径颗粒的受影响程度相对较大,横风速度较高时（15m/s）,部分XS颗粒的轨迹由纵向转变为接近横向（最大偏移角度81.8°）;大粒径颗粒受影响程度较小,轨迹相对不容易发生改变（最大偏移角度40.4°）。当颗粒喷射速度大于横风速度时,颗粒轨迹的横向偏移不明显。（4）在无横风时,颗粒粒径越小、喷射速度越高、射流扩散角度越小,颗粒利用率越高,喷嘴朝向钢轨时的颗粒利用率高于朝向轮轨接触点;横风作用下,当横风速度与颗粒喷射速度接近时,小粒径颗粒的利用率较高;当横风速度大于颗粒喷射速度时,随着横风速度的提升,小粒径颗粒利用率迅速降低,大粒径颗粒利用率缓慢降低且高于小粒径颗粒利用率。（5）列车撒砂过程中,颗粒利用率相关系数绝对值的排序为:横风速度与颗粒喷射速度比>射流扩散角度>颗粒喷射速度>颗粒粒径,提升颗粒喷射速度,降低射流扩散角度,选用合适的颗粒粒径均可提升颗粒利用率。