由于高速铁路高速、高密度运行，轮对磨损更加严重，从而造成车轮不圆。这必然会影响轮轨接触关系，进而对轨道和车辆造成较大冲击和破坏，从而影响列车的运行品质、安全以及运输成本。为了研究车轮不圆度对高速列车运行的影响，利用点激光传感器测距系统，在北京动车段对京沪高速铁路上运营的6列CRH380A型动车组的316个车轮进行了测试与统计，并通过数学手段对测试数据进行处理分析，掌握被测车轮的不圆度幅值和不圆度成分构成。经分析发现，构成车轮不圆的主要成分基本都在20阶以内，其中1～9阶相对显著，但没有发现存在明显多边形化的车轮，仅有9%的车轮存在相对显著的低阶多边形化。运用Proe、Hypermesh建立了二维轮轨接触有限元模型，将京沪线K736+00～K739+00段的实测轨道不平顺的一段25米长的波谱加到钢轨上，然后，分别建立新轮、一阶、二阶、三阶和四阶多边形化不圆车轮模型，并依据现场实测数据建立实测随机不圆车轮轮轨瞬态接触模型。依据接触理论，利用显式动力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA对不圆车轮进行轮轨瞬态接触应力仿真分析。考虑到预应力影响，采用了隐式-显式分析算法来分析车轮不圆对轮轨关系的影响，通过对比新轮与一阶、二阶、三阶、四阶和实测不圆车轮滚动过程中的瞬态轮轨接触力，分析车轮不圆对轮轨滚动接触的影响，给出运行速度300～350km/h时的轮轨垂向力以及车轴垂向加速度，确定高速行车条件下车轮不圆度的临界范围，为高速动车组车轮不圆度的使用限度和车轮检修周期提供技术支持。仿真结果分析表明，轮轨垂向接触力随着车轮不圆波深的加剧和车速的提高而增大，且波深比速度的影响更为显著。行驶路程相同的情况下，径向不圆车轮的车轴垂向加速度比新轮的要大，而且随着车速的提高，车轴垂向加速度也随之增大。车轮多边形情况下，易形成轮轨瞬间脱离，从而对轨道造成较大冲击。车速300km/h时一阶、二阶、三阶、四阶多边形化车轮、无显著阶数实测不圆车轮以及低阶显著实测不圆车轮的不圆顺最大允许波深分别为3.1mm、1.25mm、0.83mm、1.09mm、1.7mm和0.055mm，车速350km/h时一阶、二阶、三阶、四阶多边形化车轮、无显著阶数实测不圆车轮以及低阶显著实测不圆车轮的不圆顺最大允许波深分别为2.6mm、1mm、0.79mm、1.05mm、1.7mm和0.05mm。超过上述限度时，需对轮对进行镟修。