为了促进跨区域的经济合作与技术交流,构建与“一带一路”沿线国家沟通的经济发展链,变轨距转向架列车通过改变轮对内侧距以适应不同轨距线路的行驶,其发展可以有效地解决轨距差异带来的铁路运输问题。开发的变轨距转向架装载于客运列车上,其不仅要适应不同轨距线路的行驶,而且还应满足标准规定的良好的动力学性能,开发变轨距列车的可变悬挂系统是较好的解决措施之一。随着轨道列车可变悬挂系统的发展,半主动悬挂系统是更具实际应用价值的智能悬挂技术,研究基于磁流变减振器的变轨距列车半主动悬挂系统是能够使列车适应变轨工况、保证良好动力学性能的重要研究课题。本文进行以适应轨距变化和满足高速行驶目的的变轨距列车的可变悬挂系统的研究,开发的客车变轨距转向架具有两系悬挂装置,首先构建了该变轨距转向架列车的动力学仿真模型,通过动力学仿真试验研究影响高速变轨距列车动力学性能的关键悬挂参数;对变轨距列车的关键悬挂参数进行稳健性优化试验,得到两种轨距下列车关键悬挂参数的优化设计与可调关键悬挂参数的优化目标;基于可变关键悬挂参数的优化目标进行了阻尼可调的抗蛇行磁流变减振器与刚度阻尼可调的二系横向磁流变减振器的设计,并在此基础上进行了变轨距列车可变悬挂系统的设计;最后通过仿真验证了所设计的高速变轨距列车的可变悬挂系统能够兼顾两种轨距线路下列车的动力学性能。论文的主要研究内容如下:1、高速变轨距列车动力学仿真模型的构建。根据开发的变轨距转向架,分析了高速变轨距列车悬挂系统的结构与提供的悬挂作用力;在合理假设的基础上,简化变轨距车辆为1个刚体、2个转向架与4个轮对的单车基本结构,进行变轨距车辆系统的动力学分析,基于Simpack多体动力学软件建立了高速变轨距车辆的动力学仿真模型,采用预载荷分析法验证了模型的正确性。2、高速变轨距列车关键悬挂参数的提取。在建立的变轨距车辆动力学仿真模型的基础上,通过改变系数法设置11个悬挂参数的取值空间,根据GB/T 5599-2019规定的轨道客车动力学性能试验与评定规范,分析了变轨距列车悬挂参数变化对其动力学性能的影响;基于Pareto图法以悬挂参数对优化各动力学指标贡献度大小为依据提取了影响变轨距列车动力学性能的5个关键悬挂参数。采用稳健试验设计法对所选取的关键悬挂参数进行了取值优化,得到了变轨距列车关键悬挂参数的优化与调节目标。3、基于稳健性试验对列车关键悬挂参数进行优化设计。以动力性最优为目标,采用5个可控因素及5个因素水平的最佳正交试验组合,进行了车辆动力学仿真试验,同时考虑不同车速及不同轨距线路下的噪声因子水平,以最大加权平均信噪比为优化目标,分别获得了变轨距车辆在准轨下、宽轨下以及综合两种轨距下车辆动力学性能最佳的关键悬挂参数的优化值,并采用仿真试验验证了悬挂参数优化值的正确性。进一步对关键悬挂参数进行优化后的参数设置,并提出变轨距列车二系横向刚度、二系横向阻尼与抗蛇行减振器阻尼的参数调节目标。4、高速变轨距列车可变悬挂系统的设计。基于得到的能够分别满足两种轨距下车辆良好动力学性能的二系横向刚度、二系横向阻尼、抗蛇行减振器阻尼的调节目标,进行了变轨距列车可变悬挂系统的设计:在能够满足可调关键悬挂参数调节范围的基础上,基于磁流变原理进行了变阻尼抗蛇行磁流变减振器与变刚度变阻尼二系横向磁流变减振器的设计;并对变轨距列车可变悬挂测控系统进行了初步开发,对控制器开发板进行了初步调试。5、高速变轨距列车可变悬挂系统的仿真验证。基于Matlab/Simpack联合仿真计算车辆动力学性能的各项评价指标,分析经可变悬挂设计前后的变轨距车辆在两种轨距下动力学性能评价指标的变化,除构架横向振动加速度外,其他评价指标均得到了改善,总体而言设计的可变悬挂系统能够保证变轨距列车变轨前后均具有更优的动力学性能,从而验证高速变轨距列车可变悬挂系统设计的有效性。