地铁作为一种运量大、速度快的城市轨道交通工具在大城市居民中的日常出行中扮演着重要角色。地铁转向架的设计过程中需要协调运行稳定性和曲线通过性的矛盾。为保证车辆的运行稳定性,轮对的纵向定位刚度往往设置得较大,以防止蛇行失稳现象的发生。但由于地铁运行线路存在着较多的小半径曲线,导致车辆在通过曲线时车轮磨耗严重,这已经成为各地铁运营部门面临的一大难题。转向架轮对的主动径向技术作为一种理论上解决上述问题的有效措施,具有十分重要的应用前景,是城市轨道交通车辆领域的一个研究热点。转臂式轴箱定位装置具有组成零件少、易维护和易满足转向架悬挂系统的最佳设计要求等优点,在地铁转向架中得到了广泛的应用。本文以国内某转臂式轴箱定位的A型地铁车辆为研究对象,首先对现有的几种轮对主动径向装置的结构进行了分析,随后根据轮对主动径向原理设计了一种用于转臂式轴箱定位转向架的新型主动径向装置。该主动径向装置将两个柱塞缸集成于橡胶节点内,柱塞可推动轴箱使其相对于转向架构架运动。当车辆通过曲线时,通过控制柱塞的伸缩位移,使轴箱相对于构架的纵向位置变得可控,从而实现对轮对的主动径向导向。运用AMESim和MATLAB/Simulink软件分别建立了可控橡胶节点装置模型和控制系统模型,对装置的性能进行了分析;运用Hyper Mesh软件建立了装置关键部件的有限元模型,并利用ANSYS软件对其静强度进行了校核。最后通过建立配装有主动径向转向架的地铁车辆仿真模型,完成车辆在小半径曲线线路和直线线路上的动力学性能分析。研究结果表明,相比于传统转向架,主动径向转向架使车辆在通过小半径曲线时轮对与钢轨间的冲角趋于零,单个转向架作用于曲线外侧钢轨的总横向力下降了74.87%,同时转向架前轮对由高磨耗状态转变为低磨耗状态,车辆的曲线通过性得到明显改善。所提出的可控橡胶节点装置在有效改善地铁车辆曲线通过性能的同时,并不会造成车辆的运行稳定性和乘坐舒适性的恶化。所设计的基于可控橡胶节点的主动径向装置及其研究为轮对主动径向技术的工程化应用提供了技术思路。