车轮多边形化又被称为车轮波磨或车轮周期性不平顺。列车车轮踏面“多边形化”问题是普通列车到高速列车运营过程中出现的越来越普遍的现象，它的形成和发展机理至今尚未搞清楚，是研究轮轨关系世界性难题之一。车轮多边形化将引起车辆轨道系统一系列动力响应的变化，对车辆轨道系统各个部件(如轨枕、钢轨、轮对、轴承等)使用寿命有很大影响。车轮多边形化引起的高频冲击载荷将对行车稳定性和安全性造成一定影响。因此，开展车轮多边形化的研究具有很强的理论意义和工程应用背景。本文以车辆-轨道耦合动力学理论、轮轨滚动接触理论为基础，应用数值仿真方法对车轮多边形化问题进行如下研究工作：　　 1.运用试验手段对车轮多边形化现象进行测量，总结车轮多边形化的试验规律。　　 2.为了研究多边形车轮对车辆动力学的影响，建立了整车车辆-有砟轨道耦合动力学分析模型。车辆子系统包括35个刚性自由度。轮轨法向力由赫兹非线性弹性理论确定；轮轨切向力首先以Kalker线性蠕滑理论计算，由于车辆运行中，轮轨间蠕滑可能达到饱和，因此利用Shen-Hedrick-Elkins理论进行非线性修正。直线电机定子、感应板采用Euler梁模型，两端为自由边界，通过模态叠加计算其振动方程。模型中考虑了直线电机与感应板的垂向电磁力与横向回复力。垂向电磁力为气隙的非线性函数，横向回复力大小为1KN。左右钢轨被视为连续弹性离散点支承基础上Timoshenko梁，并考虑钢轨的垂向、横向、扭转振动，采用轨下移动支承模型。轨枕离散为刚性质量块，并考虑轨枕的垂向、横向振动及刚体转动；只考虑道床的垂向振动，忽略路基的振动。以实际测量的车轮多边形化数据作为系统的输入，计算了直线工况，曲线工况和焊接接头工况下的车辆动力学响应。研究了多边形车轮对直线电机车辆运行性能的影响。　　 3.分析了国内外无砟轨道动力学的研究现状。运用有限单元法，结合车辆-轨道动力学理论，建立了直线电机车辆-板式轨道动力学计算模型。分析了多边形车轮在板式轨道下对直线电机车辆动力学性能的影响。比较了两种轨道结构形式下的动力学行为的差异。