随着我国高铁技术的发展,现代铁路列车的运行速度正在不断提高,道岔牵引转换产生的不足位移已经成为制约高铁列车提速的主要因素之一。道岔扳动不到位,不足位移过大势必会直接影响行车的安全性与平稳性。为了顺利完成道岔转换动作,并将不足位移控制在限值范围内,需保证转换力大小不超过转辙机额定功率,并且转辙机最大功率需要留有一定富余,因此转换力的计算在道岔转换的控制与研究中显得尤为重要。本文以我国客运专线18号高速道岔为研究对象,根据道岔结构与实际转换动作将道岔扳动过程与外锁闭装置的运动相结合以提出一种更精确的道岔转换力求解方法,建立了道岔转换计算模型,重点研究了道岔转换力随时间的变化规律,并对道岔转换力的影响因素进行了探究与分析。本文基于有限元理论分别建立道岔扳动模型及外锁闭装置运动与受力分析模型,其中道岔扳动模型根据道岔结构以弹性体二维悬臂梁来模拟,采用变分形式的最小势能原理建立平衡方程,除道岔转换过程中产生的反弹力、密贴力、顶铁反力、滑床板摩擦力等诸多因素之外,还考虑了转换速度、各牵引点错峰启动时间、外锁解锁时间等道岔转换控制因素,求解后得到道岔扳动力关于时间的变化曲线;外锁闭装置运动与受力模型根据尖轨或心轨与锁闭杆之间的传力过程,考虑各关键部件的运动与受力状态,建立相应有限元二维模型,求解得到了道岔轨腰处作用力与锁闭杆处作用力的函数关系,结合道岔扳动模型中所得计算结果可得到锁闭杆处转换力,即最终道岔转换力随时间的变化规律。并通过所建模型探究了各牵引点存在动作时间差、以及尖轨与心轨各牵引点间(逐枕)存在夹异物对道岔转换力的影响规律。计算分析表明,道岔动作的同步性对转换力影响显著,各牵引点同步动作时完成锁闭所需要的转换力最小,动作时差越大,则转换力也随之增大;夹异物会引起其附近的牵引点转换力明显增大,且与夹异物尺寸成正比关系,若要使道岔能够完成转换且锁闭到位,则夹异物不能距离牵引点过近,且尺寸需控制在一定范围内。