我国城市化进程的不断加快,导致了城市交通问题的日益突出。地铁作为一种现代化的城市公共交通工具,因其快速、准时、运输量大等特点,现已成为了全世界解决城市交通问题的首选,但地铁技术的日趋成熟使得地铁车辆在节能减排上很难有大的突破。碳纤维作为一种新型复合材料,因其高强度、轻量化的特点已在航空航天等领域得到了广泛的应用,所以将碳纤维增强复合材料应用在城市轨道交通领域可以大幅度减轻地铁车辆的质量,从而实现节能减排的目的。本文以国内某公司设计的新一代碳纤维转向架地铁车辆为研究对象进行了车辆的动力学性能分析。主要针对该地铁车辆由于一系定位刚度过大可能会导致车辆蛇行失稳的问题,通过转向架的蛇行运动微分方程和SIMPACK动力学建模仿真分析了车辆的横向稳定性以及一系定位刚度的变化对车辆横向稳定性的影响。同时考虑碳纤维材料的物理性能,在建模过程中需要将转向架构架视为柔性体,建立柔性构架车辆系统的刚柔耦合模型,并将刚性构架车辆系统与柔性构架车辆系统二者的分析结果作出对比。计算结果表明:原始参数下刚性构架车辆系统的蛇行临界速度较低,横向稳定性较差,不能满足设计要求,通过适当地降低一系定位刚度可以有效地提高车辆的蛇行临界速度,增强其横向稳定性;原始参数下的柔性构架车辆系统在计算的速度范围内具有良好的横向稳定性,说明考虑碳纤维转向架构架的柔性会对整个车辆系统的横向稳定性产生影响。另外,本文还分别分析了空车状态和重车状态下刚性构架系统与柔性构架车辆系统在同一种工况下的运行平稳性与曲线通过性能。计算结果表明:对于车辆的运行平稳性,无论是空车还是重车,相同工况下的刚性构架与柔性构架车辆系统具有良好的运行平稳性,其性能指标均满足设计标准的要求。随着车辆运行速度的增加,柔性构架车辆系统的运行平稳性逐渐优于刚性构架,说明高速运行时的构架柔性对整个车辆系统的运行平稳性影响较大。同时对比空车系统与重车系统的计算结果可以发现,重车的运行平稳性要优于空车;对于车辆的曲线通过性能,在不同的线路工况下,刚性构架与柔性构架车辆系统均具有良好的曲线通过性能,且二者的性能相差不大,说明考虑构架的柔性对整个车辆系统的曲线通过性能影响不大。