六轴重载机车是我国繁忙干线的主要牵引装备,随着重载列车运能的增加以及大功率机车长时间、长距离运行,轮轨磨耗问题愈发显著。特别在小半径曲线线路上,钢轨侧磨和车轮轮缘磨耗范围及磨耗速率增加明显,且机车轮轨界面要传递较大的牵引力和制动力,服役环境更加复杂,由此导致其车轮磨耗要比货车的要严重,严重缩短了机车镟轮周期。开展车轮磨耗演化规律、预测方法及其动态影响因素研究,是保障车轮磨耗状态下机车/轨道系统长期安全运营的重要工作,也是当前重载铁路亟需开展的研究之一。鉴于此,本论文基于机车—轨道耦合动力学理论和实测车轮磨耗数据库,针对我国某干线铁路实际运营的HXD型六轴重载机车,开展了车轮磨耗演化规律及主要影响因素研究。论文首先基于六轴重载机车结构特点,建立了机车多体动力学仿真模型,模型中详细考虑了一系、二系悬挂非线性特性,以及轮对自由横动量等因素。进而,基于Kik-Piotrowski轮轨滚动接触理论和Archard磨耗模型对长时运行过程中车轮磨耗演化规律进行研究,结合实测数据,验证了模型正确性。其次,针对一个镟修周期内不同演化阶段的车轮型面,研究了轮轨接触关系的演变规律。采用动力学指标、轮轨磨耗指标及表面疲劳损伤指标,将10万km车轮型面作为考核型面,分析了曲线、直线线路下不同指标的变化规律。在此基础上,围绕线路曲线半径和曲线占比权重比两个关键的线路因素,分析了曲线半径及曲线占比权重变化对车轮轮缘、踏面磨耗量的影响规律。并深入研究了上述磨耗车轮的轮轨接触区域、等效锥度及动态接触行为,以车轮减磨为核心,提炼出重载铁路线路参数设计中最佳设置范围,即曲线半径800m与曲线占比权重10%～15%时,车轮磨耗速率最低,且轮轨匹配关系最佳。然后考虑机车的牵引、制动性能,通过施加不同牵引力及制动力,研究了不同磨耗里程车轮型面在曲线、直线线路上轮轨接触参数的变化规律,寻找出不同线路与车轮磨耗最密切的接触参数。进一步对不同牵引/制动状态下的车轮磨耗变化规律进行预测,探究牵引/制动对车轮磨耗演化规律的影响。在机车提速时施加牵引力80k N左右,或降速时采用制动力200k N左右时,车轮磨耗量最小。最后,从轮轨界面摩擦管理的角度,分析了不同轨顶、轨侧摩擦系数匹配方案对车轮磨耗的影响规律,并设置了干、湿摩擦的变摩擦系数工况,研究定摩擦系数、干—湿轨面的变摩擦系数条件下车轮磨耗规律的演变过程,提出合理的轮轨摩擦系数管理建议,如在轨顶摩擦系数0.25和轨侧摩擦系数0.05时,会降低二位轮对轮缘磨耗,当轨顶摩擦系数0.40和轨侧摩擦系数0.05时,会降低一位轮对轮缘磨耗。