高速铁路的高速度、高运量、高密度等特点加剧了轮轨之间的动态作用,导致车轮多边形化问题增多,车轮多边形化产生的冲击振动会恶化列车的运行安全性、稳定性和乘客乘坐的舒适性,加速车辆和轨道部件损伤,不良影响巨大。同时,随着铁路运输的高速化、重载化发展以及车辆结构的轻量化设计,车辆和轨道系统自身的柔性特性对车辆系统的动力学性能的影响不容忽视,加之高速车轮多边形作用下的中高频冲击振动,因此,对车轮多边形问题的研究需要采用中高频范围内的车辆—轨道系统模型。为此本文采用考虑轮轨柔性的车辆轨道刚柔耦合模型研究车轮多边形化对车辆系统动力学特性和轴箱振动特征的影响,为基于轴箱振动响应特征的车轮多边形状态识别方法提供理论指导。主要内容包括:(1)应用多体动力学软件Universal Mechanism(UM)和有限元分析软件ANSYS联合仿真的方法,以国内高速铁路某型动车组和板式无砟轨道为例,建立考虑轮轨柔性的高速车辆轨道刚柔耦合动力学仿真模型。(2)基于所建立的仿真模型分析比较刚性轮对和柔性轮对对车辆动力学性能的影响,采用考虑轮轨柔性的高速车辆轨道刚柔耦合系统动力学仿真模型研究车轮多边形化对车辆动力学性能的影响。(3)研究高速情况下车轮多边形化作用下车辆轴箱振动响应的规律特征,分析车轮多边形化阶数、波深和运行速度变化对轴箱振动加速度时频域特征参数影响规律。(4)通过不同类型多边形化车轮所引起的轴箱振动加速度响应时频域特征参数,对周期性与随机车轮多边形化类型及磨耗程度进行识别,为高速铁路动车组轮对损伤检测和状态评估提供一种新方法。