随着轨道交通技术的发展,车辆的速度越来越快,速度的提高导致轮轨间的冲击越来越大,轮轨磨耗越来越严重,因此,如何降低轮轨间的冲击成为了众多学者关心的问题。降低车辆自重是降低轮轨间的冲击力众多方式中的一个有效方式,因此车辆的各个部件都通过不同的方式来降低自身重量。车体作为众多需要降低自重的部件之一,特别是随着铝合金和大量轻型材料在车体上的应用,车体的自重越来越小,虽然车体的强度仍然可以保证,但是车体的刚度却不可避免的出现了下降。从而导致车体的固有振动频率降低,特别是车体的一阶弯曲频率。降低后的车体一阶弯曲频率容易导致车体与其它部件产生共振,从而影响车辆的运行平稳性和乘坐舒适度。因此,国际铁路联盟(UIC)以及一些轨道交通发达的国家,从定性的角度对车体刚度提出了要求,如车体抗弯刚性极限值应避免出现不可接受的动态响应、车体的刚度应保持在使乘坐舒适度不会因共振而下降等等,但是相关规定均未对其需要达到的具体数值进行限制。我国对车体的刚度和弯曲频率对车辆动力学性能的影响非常重视,制订了相关标准如GB/T33194-2016《铁路应用-机车车辆车体结构要求》和《200km/h以上速度等级的车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》等,对车体的刚度和一阶垂弯频率提出了应满足的具体数值,如车体的一阶弯曲频率大于10Hz,且车体的一阶弯曲频率与转向架的浮沉和点头频率比大于1.4。针对我国关于车体结构的标准与UIC以及一些轨道交通发达国家的标准存在差异、我国标准所规定的具体数值是否偏于保守等问题,开展转向架悬挂参数对柔性车体振动影响的研究具有重要意义。本文首先对比了世界各国标准中对车体的刚度和固有频率的要求,分析了标准之间的差异。然后总结了车体结构振动和刚柔耦合动力学理论的研究概况,建立了车辆垂向动力学耦合模型,从而推导出转向架的浮沉和点头频率的简化公式。在HyperMesh中建立车体有限元模型,利用ANSYS对车体开展了自由度减缩的子结构分析,将分析结果引入多体动力学软件SIMPACK中建立柔性车体的刚柔耦合动力学模型。利用建立的多体动力学模型,研究了悬挂刚度和悬挂阻尼对弹性车体的振动和转向架振动的影响,并分析了不同的车体一阶弯曲频率和转向架浮沉和点头频率比时,弹性车体的振动和转向架振动。得出下列主要结论:1)降低一系悬挂垂向刚度可以提高车辆的垂向运行平稳性,为转向架提供更好的工作环境,同时还可以降低转向架的浮沉和点头频率,使得转向架与车体的一阶弯曲频率充分分离。因此在车辆设计中,一系悬挂垂向刚度应在满足车辆需求的情况下尽可能小。2)降低二系悬挂垂向刚度可以提高车辆的垂向运行平稳性,降低转向架的浮沉频率。但是二系悬挂垂向刚度的降低,加大了二系悬挂的垂向动挠度,恶化了车辆垂向悬挂空间。同时二系悬挂垂向刚度还会影响车体的低频振动和转向架的高频振动。因此,车辆设计中二系垂向刚度不应过低,从而避免车辆结构发生干涉。3)增大一系悬挂垂向阻尼有利于提高垂向运行平稳性和改善转向架的工作情况,降低转向架的浮沉频率。但是会导致转向架传递至车体的能量增大。4)减小二系悬挂垂向阻尼有利于提高车辆垂向运行平稳性,提高车体高频振动的隔离能力,降低转向架的浮沉频率。但是会恶化转向架工作环境,降低车体低频振动的抑制能力。5)降低车体一阶弯曲频率与转向架浮沉和点头频率的分离程度,会恶化车体的垂向运行平稳性和转向架的工作环境,同时也会提高车体振动的幅值。但是选择合适的悬挂阻尼比可以使得垂向运行平稳性得到改善。因此车体的一阶弯曲频率大于10Hz和车体一阶弯曲频率与转向架浮沉和点头频率比大于1.4有些保守。