近年来,列车运行速度不断提速,高速俨然成为了轨道交通发展的主题,然而速度的不断提升意味着车辆对轨道的冲击力越来越大。如果能找到办法减轻高速列车自身的重量,那么在很大程度上能够减轻因为列车高速化给线路的使用寿命、能源消耗以及制动系统带来的巨大负担,所以实现轻量化是轨道车辆一个非常重要的方向。碳纤维复合材料作为一种新型轻材料,具有质量轻、强度高、弹性模量大等优良特性,可以承受高温、高强度以及腐蚀等恶劣工作环境,还具有较好的导电性和导热性,因此其在轨道交通,以及土建、航空等多个领域里得到广泛的应用。本文以某型碳纤维构架为主要研究对象,开展了如下工作:（1）对碳纤维构架进行了静强度试验方法、试验工况、试验载荷、疲劳试验加载频率、循环次数、无损检测方式以及试验结果评价方法的研究,确定了相应的试验方法。（2）分别对碳纤维构架和低合金钢动车组构架进行有限元建模和模态仿真与试验的分析对比。通过模态对比分析,找到了碳纤维构架的模态频率、振型以及位移变形量与低合金钢构架的异同点,并基于此为碳纤维构架静强度试验过程中载荷加载方式,疲劳试验加载频率的设定以及试验结果评估方式等提供了依据。（3）利用SIMPACK软件建立了碳纤维构架的车辆系统模型,分别比较刚性构架车辆和柔性构架车辆在运动稳定性、平稳性以及安全性等动力学性能的差异,并考虑空车和重车状态下的动力学性能差异。通过仿真计算分析得出:使用柔性构架计算得到的车辆系统动力学性能指标要优于使用刚性构架得到的计算结果,重车工况下的性能又优于空车,在给定的工况条件下,碳纤维构架车辆系统具有良好的曲线通过性能。（4）开展碳纤维构架线路动应力试验研究,对碳纤维构架线路试验中采集到的动应力数据进行计算处理和分析,计算等效应力幅并编制相应的应力谱,绘制出频谱图分析各个部位的应力水平,对碳纤维构架在实际运行中的疲劳强度进行了评估。