随着列车速度的提升,牵引力和制动力需不断加大。而牵引及制动工况,属于两种非稳态工况,此时列车的动力学性能变差,极易发生事故。过去对于高速列车动力学性能研究主要考虑其惰性工况,涉及牵引及制动工况时的动力学性能研究还比较少。因此本文着重分析牵引及制动工况下的动力学性能,并对列车悬挂系统进行优化,以改善牵引、制动工况下影响较大的动力学性能指标。具体研究内容如下:(1)建立了高速列车整车动力学模型。以单节动力车为研究对象,分析了轮轨间的几何关系与相互作用力,建立轮对动力学模型;接下来根据列车的拓扑结构及动力学参数建立了构架、悬挂系统以及车体的动力学模型;然后根据各部件连接时的约束条件,组装成整车动力学模型,并为其轨道添加武广线路实测激励数据。(2)建立了高速列车整车联合仿真模型。考虑列车牵引、制动及阻力特性,在整车动力学模型的基础上加入牵引力、制动力及运行阻力的数学模型,建立了Dymola/SIMPACK联合仿真模型。(3)分析比较惰性直曲线、牵引直曲线、制动直曲线六种工况下的动力学性能。结果表明:惰性工况下,列车在曲线轨道上运行的各项动力学指标均大于直线轨道;直线轨道上施加牵引力或制动力时,对动力学性能影响较小,可以忽略;曲线轨道上施加牵引力时,会改变车轮纵向蠕滑力的大小及方向,曲线通过出现困难;曲线轨道上施加制动力时,不仅会出现曲线通过能力下降,更值得注意的是,左、右车轮横向蠕滑力的合力增大,横向平稳性指标明显增大,此时最易发生失稳。(4)提出了基于天棚阻尼控制策略的悬挂系统优化方法。针对高速列车在制动工况下横向平稳性指标不佳的问题,选择天棚阻尼控制策略对列车悬挂系统进行优化。并建立了基于天棚阻尼策略的半主动控制器模型添加到列车动力学模型中进行联合仿真。结果表明,优化后的列车模型,无论在直线还是曲线轨道上运行,横向加速度均明显减小,横向平稳性指标得到提升,横向振动明显减缓。