安全是铁道运输的第一准则,铁路运输安全性还包括限界安全性,车辆运动姿态直接决定车辆限界。目前我国存在多种模式的轨道交通,包括高速铁路、干线铁路、地铁、低地板列车、跨坐式单轨、悬吊单轨等,由于车辆悬挂方式、走行结构存在巨大的差异,国内暂时没有统一的计算方法。在动力学仿真中,车辆运动姿态受蛇行运动、轨道激扰、风载模型等多种边界条件影响,但在国内缺乏相关的系统研究,导致通过动力学仿真方法计算车辆限界时不确定因素太多,仿真结果因人而异、千差万别。本文建立了车辆动力学仿真模型和风载等边界条件模型,围绕轨道车辆运动姿态开展研究,主要工作包括以下几方面:1、分析比较了各种轨道车辆转向架异同点,将影响车辆限界计算的因素分成多种类型,根据不同车辆类型选择不同的影响因素,提出轨道车辆统一限界计算方法。该统一算法给出了车辆限界计算的一般原则,适用于传统公式计算方法、动力学仿真方法,并给出了具体算例。2、建立了车辆多自由度非线性动力学仿真模型,研究了蛇行运动对车辆运动姿态和车辆限界的影响。采用复模态方法,计算车辆蛇行运动、悬挂模态频率和阻尼比,分析车辆结构参数、轮轨参数、转臂节点定位刚度等对一次蛇行运动的影响。研究了典型的蛇行运动和悬挂模态耦合形式,以临界阻尼比为判据,研究了一次蛇行运动的起始、终止速度,以及一次蛇行运动模态振型。3、将车辆运动姿态的研究归纳为对车辆控制点偏移的影响,采用动力学方法,计算控制点的偏移。建立不同风载模型,分析轨道因素、风载模型、车辆运动速度对车辆控制点偏移的影响。研究结果表明轨道因素、风载模型、车辆速度对车辆限界计算有较大的影响,由轮轨磨耗引起的轮轨间距增大对限界计算影响较小,可以在特殊工况下不考虑轨道不平顺对车辆限界的影响。