高速列车具有高效能、低污染、高速度及安全舒适等特点,已作为国家重要发展战略之一。车轮作为列车的重要部件,承载着列车全部的重量,保证列车的安全运行,其性能的优劣,直接影响到列车运行安全性及稳定性。随着列车速度的逐渐提高及载重量的不断增加,在车辆长期服役运行之后,各种隐患问题日趋严重,如车轮表面剥离、轮轨异常磨耗、车辆运行平稳性降低及轮轨振动等问题的出现。为了更好的满足和支持我国轨道列车发展的需要,研究车轮结构设计及车轮服役过程中车辆动力学性能变化情况显得尤为重要。本文主要研究内容如下:（1）本文通过分析研究磨耗形车轮踏面设计理论,及辐板结构型式设计依据。利用经典迹线法,以LM、LMA、LMB型车轮踏面为例,改变轮轨横移量,计算轮轨接触点分布、等效锥度、滚动圆半径差及轮轨蠕滑率等轮轨接触几何变化情况。基于ABAQUS软件建立轮轨接触有限元模型,根据UIC510-5《Technical approval of solid wheels》标准规定的载荷工况,分析比较LM、LMA和LMB车轮踏面静接触条件下轮轨间Mises等效应力、法向接触压力及弹塑性接触斑等变化情况。（2）利用SIMPACK仿真软件建立车辆动力学模型,设定直线和曲线两种轨道线路模型,并添加美国5级轨道谱和德国轨道谱作为轨道不平顺激励。对车辆运行服役过程中轮轨间作用力、脱轨系数、运行平稳性及舒适性等车辆动力学性能评价指标进行仿真分析。（3）建立直辐板、斜辐板、S型辐板三种辐板型式车轮模型,采用Lanczos求解法进行车轮结构模态分析,分析三种车轮辐板模型固有频率、振动型式及频响振动特性。通过上述研究工作,得到的研究成果为进一步探索车轮结构服役安全性及可靠性,车轮结构的选型、优化设计及制定或改善铁路车轮标准等提供借鉴和参考。