目前港口机械正朝着大型化、重型化和高效化的方向发展，根据经典公式计算出的许用轮压，就必须加大承重车轮的尺寸或增加数量，从而使得整机的重量增大、重心升高，这对港口机械的稳定性、抗风、抗震等性能以及码头负荷都是极其不利的。经典公式是基于Hertz理论的，偏于保守，为了分析车轮的实际承载能力，本文使用非线性有限元方法对轮轨关系进行全面的研究。 本文的主要工作如下： 首先，利用非线性有限元理论对简化的二维轮轨滚动接触问题进行弹塑性分析，为后面的三维分析提供参考，并使用了一个简单的二维模型考查了摩擦系数对二维问题的影响。 其次，对港口机械常用的Φ630mm车轮和QU120轨道系统进行了三维弹性分析和弹塑性分析，得出了载荷和应力的关系曲线，为实际的车轮设计及小型化提供借鉴。 再次，对目前亚洲最大的4000t全旋转浮式起重机的“滚轮”进行了应力试验，并与有限元解进行对照，证明了本文研究方法的可靠性。 最后，对车轮小型化的可能性进行了探讨。 经过分析表明，将非线性有限元应用于港口机械的轮轨接触分析是切实可行的，为以后的车轮设计提供了新的思路。