高速重载化是当今世界各国道岔发展的共同趋势，作为线路中的特殊部件也是薄弱环节，道岔不仅存在着磨耗、损伤严重，结构不平顺而限制侧向通行速度等缺点，尤其是我国在道岔的设计、打磨等方面常年缺乏重视，导致给铁路工务的日常维护造成了沉重的负担，同时也严重影响了我国铁路运营的效率。为了解决这一短板，国内外的专家学者均对道岔的结构、平面线型、钢轨廓形设计等进行了研究。然而设计需要理论依据，设计成果的评估更需要对应的试验和仿真分析的支持。因此，未来提高道岔的整体式设计技术，不可避免的就需要深入车辆通过道岔模型的研究。
　　本文基于上海局管内多次发生的货车脱轨事故，特别是芜湖工务段管内2015年8月3日、2016年9月1日在芜湖东11场244号道岔处发生货物列车脱轨事故。深入认清脱轨与线路条件、轨道结构、车辆状态的关系。通过对事故现场道岔基本情况的调研，结合国内外道岔设计、车辆-轨道系统动力学等一系列现有资料及技术文档进行研究和分析。
　　为此，本文的研究工作如下：
　　根据现场整理的技术参数，对货车车辆模型进行适当的简化，从而对货车车辆进行动力学系统的构建，编制了包含K6型货车转向架在内的货车整车多体动力学模型，同时深入对K6型转向架的非线性元件如摩擦楔块减振装置、交叉拉杆等零部件的研究，分别进行了适当的简化处理，提取数学模型。最终借助MATLAB/Simulink建立货车动力学模型。
　　通过对现场道岔线路条件、设计结构、平面线型，通过合理的简化与假设建立道岔多层弹性结构。从而分别采用模态展开方法搭建Euler梁模型，并借助Rayleigh-Ritz方法对梁的偏微分方程进行简化。根据轨下轨枕的不均匀分布情况进行分组建模。基于有限元的思想，对道床结构进行分块研究。并借助MATLAB代码和Simulink框图实现模型的搭建和仿真，建模过程中还对转辙区的铁路线路零部件加以考虑，从而确保模型的准确性。
　　通过对事故现场的勘察和测量，获取事发现场道岔的实际钢轨廓形与事故车辆的车轮踏面廓形。根据所测量得到的外形可以根据接触点算法对轮轨接触点分布情况进行分析，同时采用了基于轮轨弹性压缩量的两点接触判据。根据计算得到的接触点位置，进一步获取与轮轨动力学紧密相关的轮轨接触参数，从而可以根据Hertz非线性弹性接触理论和Kalker理论分别确定轮轨间法向力和蠕滑力情况。
　　整理以上仿真算法自编程序建立货车通过道岔模型，最后通过试验数据的比对与商业动力学软件的仿真计算进行模型校验，确定模型的可行性，从而便利用根据仿真结果进行后处理得到相应的动力学指标。为车辆-道岔系统的动力设计、安全监控、损伤机理、参数优化等方面提供理论参考和依据。
　　结合国内外的机车动力学性能指标的评价标准，根据建立的货车通过道岔模型，对不同载荷工况、车辆通过速度、线路摩擦系数，新、旧道岔廓形，优化前后道岔廓形等条件下的车辆通过道岔模型进行了仿真分析。通过对仿真结果的整理与对比，分析不同因素对车辆通过道岔期间的安全性问题的影响。并且模型还对道岔优化廓形设计算法所得到的优化廓形进行了校验。