轮轨关系是高速铁路关键技术之一，已列为我国高速铁路研究的主攻方向。合理的轮轨几何型面匹配关系对于我国的高速铁路建设具有重大意义。本文在对现有的轮轨型面进行了几何接触分析的基础上，以数值模拟方法为主要手段对我国铁路高速状态下的轮轨外形匹配关系开展了一些研究工作。轮轨关系本质上是约束力的传递过程，轮轨空间几何接触状态是影响这一力学过程的重要因素之一，而且轮轨几何接触是求解轮轨力的基础。磨耗型踏面具有外形稳定、曲线通过性能好等优点，现代高速机车车辆几乎都采用了磨耗型踏面。本文选择了四种国内具有高速特性的磨耗型踏面HLM、LM、JM和GDM，利用基于迹线法而编制的轮轨空间接触程序计算了不同型面的轮轨几何接触参数，通过分析比较这些参数，得出了不同型面在运动稳定性、曲线通过、轮轨磨损等方面的能力的差异。结果表明，HLM踏面具有良好的运动稳定性和较高的直线上的临界速度，GDM踏面具有良好的曲线通过性能。以数值仿真的方法，比较了在相同的条件下不同型面的轮轨接触时的接触应力。结果发现，不同型面轮轨接触时在接触应力方面存在很大差异，HLM和GDM踏面具有较小的轮轨接触应力，同时说明，完全可以通过良好的轮轨型面配合来有效的降低轮轨接触应力。针对不同型面的优缺点，初步提出了四种型面方案，通过分析它们的接触几何参数，优选出最佳方案为B方案，对B方案进行有限元轮轨接触强度计算，取得了比HLM和GDM踏面更加理想的结果。最后确定B方案为适合我国高速列车的车轮踏面外形，从而实现了稳定性和曲线通过性能的完美结合。