由于真空管道交通系统对于高速交通发展有重要意义,欧美等国家开始重视真空管道交通系统发展。我国对真空管道交通系统的研发起步晚,但是也被提上了国家战略的日程。我国计划于2035年建成第一条真空管道交通线路,这意味着真空管道交通系统的研究需要投入更多。而真空交通系统的车辆、管道和支撑梁的耦合振动研究将直接影响交通系统的安全性、舒适性以及及技术经济性,因此耦合振动方面的研究势在必行。为深入研究真空管道车辆与管道-支撑梁之间的垂向耦合动力和横向动力学的作用规律,本文首先对真空管道车辆气动悬架系统模型进行研究,分析出气动悬架系统需要增加二系悬挂。以此为基础建立10自由度的二系气动悬挂垂向车辆模型,推导出完整车辆的车辆与管道-支撑梁耦合振动模型的运动平衡方程。将真空管道车辆模型与管道-支撑梁模型的自由度通过气膜间隙耦合在一起,建立统一的系统运动方程组。求解中选用计算车桥耦合振动的数值分析方法中精度较高而且计算速度较快的Newmark法,并结合它的计算特点编制了Matlab计算程序,对耦合振动方程进行分离迭代求解出车辆与管道-支撑梁的垂向加速和垂向加速度等动力学参数。真空管道车辆作为一种新型高速交通工具,迄今还没有商业运营线。但磁悬浮列车与真空管道车辆同属于无接触交通工具,它们之间具有许多相似性和可比性。因此本文除单一地研究真空管道车辆垂向耦合特性之外,还对两者的动力作用进行了比较研究。在真空管道车辆与管道-支撑梁的垂向耦合动力学研究中,对比分析了磁浮车辆在两跨梁上的动态响应。为了适应数值仿真的需要,在建模时根据研究的重点问题对模型有相应的假设和简化,本文将管道和支撑梁进行整体考虑,通过带二系悬挂的气浮悬架和车辆与管道-支撑梁振动模型对真空管道车辆垂向振动特性进行研究,将其特性与磁悬浮车辆进行对比。分析表明真空管道列车的车体和管道-支撑梁的垂向动力响应满足要求,其结果小于德国ICE高速车辆舒适度以及管道-支撑梁垂向参数限制,而当车速大于500km/h的高速运行条件时,真空管道相比于磁悬浮列车的车辆与管道垂直响应更小,系统更为平稳。在管道和支撑梁的单独研究中,利用有限元软件ANSYS建立管道和支撑梁模型,对比分析了管道和支撑梁的自振特性,结果表明自振频率集中于4~18Hz之间,在500km/h速度对应的线路不平顺波长为0.55~20m的围内的线路不平顺控制能基本满足车辆平稳性要求。最后以hyplerloop真空管道车辆及其运行线路为对象,对真空管道车辆在曲线上的横向动态特性进行研究。本文的真空管道车辆研究将为后续的真空管道交通系统的研究提供思路和方法。研究结果将为优化配置车辆和管道的动力学参数、低了线路成本以及提高真空管道车辆安全性和良好的舒适性提供参考。