变轨距转向架相对于传统转向架增加了变轨装置,改变了轮和轴的配合方式,通过配合地面的变轨机构,可以实现轮对内侧距的调整,这样可以满足不同轨距运行的要求。作为一种新的转向架形式,变轨距转向架的结构比较复杂,运行的速度也要符合现在的高速要求,因此动力学性能比较复杂。目前国内对变轨距转向架的动力学性能的研究主要集中在分别研究宽轨和标准轨运行时的动力学性能,针对变轨过程的研究比较少。因此,针对变轨距转向架的变轨过程研究非常具有意义。本文结合相关的行业标准和变轨距转向架本身的结构特征,利用有限元空间梁的方法建立构架的精细化模型,再结合其他主体部件的动力学模型,实现车辆轨道系统的整体结构搭建。结合精细化模型,利用Fortran语言进行编程,进行动力学性能的研究。本文开展的主要工作如下:(1)本文根据有限元理论中的方法,理论求得符合包含剪切变形的三维梁的整体坐标系下的整体刚度矩阵以及整体质量矩阵。根据这个方法,可以利用MATLAB编程,实现构架结构向空间梁组成的空间刚架结构转化,进一步求得转化后结构的固有特征值以及特征向量。通过求解,可以对比这种方法和有限元仿真得到的结构固有频率和模态分析的振型,可以得到,本文中的方法来实现构架的数值仿真是合理的。(2)文章中详细地介绍和分析了高速动车组轨距可调整转向架的结构以及地面的变轨装置的结构和变轨原理。基于Euler-Beamoul梁模型对构架做弹性化处理,并且结合翟婉明院士车辆-轨道耦合动力学模型的理论,建立了变轨距过程中的轮轨接触模型,实现了变轨距动车的车辆-轨道刚-弹耦合动力学模型的建立,并且借助Fortran语言分别建立了构架弹性和刚性模态的车辆系统动力学模型。(3)根据UIC-518和《200km/h及以上速度级电动车组动力学性能试验鉴定方法及评定标准》,分析对比了基于刚性构架和弹性构架的两种车辆模型在1435mm标准轨距线路上直线运行时的稳定性、平稳性和安全性等指标的差异,并且结合数据分析的结果,研究造成动力学性能有差异性的因素。通过仿真结果,可以得到本文建立的变轨距车辆模型在宽轨运行时的性能较优。(4)基于弹性构架和刚性构架的动力学模型,分析变轨距过程中轮对系统的载荷变化、车轴的弯矩以及过程中构架的振动特性。图84幅,表13个,参考文献76篇。