空气弹簧悬挂系统具有垂向柔度大、刚度和阻尼可调、悬挂高度恒定、高频隔振性能好等优点,在轨道交通车辆二系悬挂中得到了普遍的应用。本文以国内新设计的某高速磁浮空气弹簧和磁浮车辆为研究对象,通过AMESim仿真平台搭建了考虑橡胶气囊、高度调整阀、节流孔、附加气室、应急橡胶堆、供风风缸等部件的复杂高速磁浮空气弹簧非线性动力学模型,模拟分析了空气弹簧的非线性特性;利用多体动力学软件SIMPACK建立了考虑空气弹簧非线性、主动电磁悬浮-导向控制和以创新型悬浮架为承载基础的高速磁浮车辆动力学模型,研究了空气弹簧非线性特性对磁浮车辆动力学性能的影响。利用建立的单个空气弹簧非线性动力学模型,研究了高度调整阀无感区和延迟时间对其非线性特性的影响,计算分析了单个空气弹簧的静、动刚度和动态阻尼特性,进一步探究得到了空气弹簧垂向特性与其结构参数之间的非线性关系。其次,介绍了高速磁浮车辆空气弹簧悬挂系统支撑方式以及磁浮交通竖曲线的设置方法和参数选取,数值模拟了车辆通过小半径竖曲线时的动力学响应,并与采用空气弹簧线性等效模型的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用空气弹簧等效模型得到的弹簧伸缩量显著小于非线性模型的伸缩量,当使用车辆动力学仿真辅助空气弹簧悬挂系统设计时,应采用空气弹簧非线性模型。最后,仿真分析了橡胶气囊体积、附加气室、节流孔直径和高度调整阀等参数对高速磁浮车辆运行平稳性的影响规律。结果表明,车辆垂向平稳性指标随着橡胶气囊体积的增加呈近似线性地减小;当附加气室在10 L～50 L时,车辆垂向平稳性整体变化趋势随附加气室容积的增加而减小,当附加气室容积大于50 L后,继续增加附加气室容积对车辆平稳性指标影响很小;当节流孔直径在0～24 mm时,车辆垂向平稳性指标随节流孔直径增加而减小;当节流孔直径大于24 mm后,平稳性指标随节流孔直径的增大而不再变化。当高度调整阀无感区长度设置在0～10 mm时,车辆垂向平稳性指标在不同车速下随无感区长度的增加均减小,当无感区长度≥10 mm时,不同车速下的垂向平稳性指标不会发生变化;当无感区长度设置为10 mm时,在同一车速不同延迟时间下的垂向平稳性指标测点处的最大加速度值和车辆垂向平稳性指标几乎不变。说明当仅考虑使车体振动的高频激励时,在设置一定长度的无感区后,延迟时间的改变对车体振动没有影响。