众所周知,铁路运输是国民经济的大动脉,为国民经济健康稳定地发展提供了巨大的推进作用。近年来,随着交通密度的不断增加,运输载荷的不断提高,新材料新技术不断地投入应用,列车的运行速度不断得以提高,由此发展出了高速铁路系统。高速铁路具有安全、舒适、快捷、经济的特点,拥有其他交通工具不可比拟的竞争优势,受到各国铁路部门的重视。我国高速铁路起步较晚,但发展迅速,目前的运营里程已居世界第一。列车运行速度的提高使得车辆与轨道间的相互作用加剧,系统动态环境恶化,因此迫切需要深入研究高速列车与轨道的相互作用机制,为高速列车的安全运行保驾护航。本文在前人研究的基础上,针对高速铁路系统动力学模型进行了改进,使其更符合高速列车实际的工作情况,并利用该模型进行了工程实例分析,为高速铁路系统的设计提供了理论指导。本文主要研究内容如下:(1)首先针对高速铁路系统进行动力学建模,加入轴承模型,该模型能够把高速铁路系统的垂向和横向振动耦合起来进行研究,使得系统动力学模型更能反映现实,接近真实,并确定了耦合动力学方程的求解方法。(2)对轮轨接触模型进行了详细的探讨,首先通过确定轮轨接触点的实际位置来确定轮轨空间接触的几何关系,然后对轮轨法向接触力和轮轨蠕滑力的求解进行了介绍,通过轮轨空间接触模型将车辆系统和轨道系统紧密地联系起来。(3)针对列车运行过程中的轮轨典型激扰模型进行了介绍分析,阐明了轨道不平顺的相关特性,对中外轨道谱进行了比较分析,并介绍了对轨道不平顺功率谱进行数值模拟的方法,保证了系统激励的准确性。(4)针对轴承动力学模型的耦合特性设计了实验验证,通过把从轴承振动实验台所测得的动力学响应参数与数值仿真获得的结果进行比对,从而验证轴承耦合动力学模型建立的合理性。(5)将所建立的系统动力学模型带入工程实例分析,考虑轮轨接触关系,分析轨道不平顺激励下的系统动态特性,并对列车不同运行速度和系统动力学参数的影响进行了探讨。