车轮不圆会对车辆动力学性能造成恶劣影响,增大轮轨力,引起车辆和轨道系统的剧烈振动。特别是高阶多边形下的高速列车运行过程会产生高频振动,这会对钢轨及车轮踏面造成疲劳破坏,产生疲劳裂纹及不均匀磨耗等,形成很大的噪声污染。在研究车轮不圆对轮轨系统振动影响时,纯粹的刚体模型不能准确的反映轮轨系统的振动情况,即使考虑单个部件的弹性变形,对轮轨系统整体振动特性的研究也难以做到准确,因此需要建立考虑多柔体的车辆-轨道系统模型才能准确分析轮轨系统各部分的弹性振动特性。本文结合刚柔耦合系统动力学理论,通过多体动力学软件SIMPACK构建车辆-轨道系统刚柔耦合动力学模型,对高阶车轮不圆造成的振动做出分析,主要研究内容包括:(1)构建车辆-轨道系统刚柔耦合动力学模型,考虑轨道、轮对(含制动盘)、轴承与轴箱的柔性以及刚性构架与车体。其中,轨道激励采用实测武广轨道谱。(2)分析了不同车速、不同多边形阶次、不同多边形波深对轮轨作用力,轴承受力,钢轨、轨道板、轮对、制动盘、轴箱振动特性的影响,研究了多边形激振频率对轮轨系统各部分结构模态激发情况的影响。(3)研究了钢轨与轨道板、车轴与制动盘之间的振动传递关系。结果表明,从钢轨传递到轨道板的振动中,与轨道板的结构模态、耦合模态及轨道板之间的组合模态相近的频率成分被放大;从车轴传递到制动盘的振动中,与制动盘的结构模态相近的频率成分被放大。(4)对比仿真数据与试验数据发现,两者的轴箱垂向加速度中均存在多边形激振频率,制动盘横向振动中均存在多边形激振频率、轮对与轨道板的结构模态频率,验证了模型的正确性。(5)添加轴盘制动单元,模拟紧急制动与最大常用制动工况,分析制动工况对制动盘横向振动的影响,并对比了不同部位制动盘的振动特性。结果表明施加制动时横向振动会减小,制动盘上被激发的模态基本消失,但制动盘要承受很大横向约束力与切向力。