随着我国城市规模的不断扩大,作为城市主要交通载运工具的地铁车辆需要承载越来越大的客流量,同时随着地铁车辆服役里程的不断增加,我国某些地铁车辆转向架逐渐暴露出构架疲劳强度不足的问题,影响列车的安全可靠运行。本论文依托于北京交通大学结构强度检测实验室“北京地铁2号线车辆转向架载荷谱测试试验”项目,为对某些转向架构架的疲劳可靠性实现进一步提升提供数据支撑,同时揭示地铁线路激扰引起的转向架构架载荷的动态变化对转向架构架疲劳的不利影响。论文以北京地铁2号线车辆转向架为研究对象,针对结构疲劳可靠性评定的重要依据——载荷谱,结合结构有限元分析、结构载荷谱测试与处理分析和刚柔耦合多体动力学仿真,进行了如下的研究工作:(1)建立了动车转向架构架有限元模型,基于国内常用的转向架构架强度设计标准UIC 615-4,对动车转向架构架进行有限元强度仿真分析。结果表明:转向架构架强度满足该标准的使用要求。(2)针对采用测力构架和转向架构架载荷谱测试所需的其它测试构件,在国内首次对B型地铁车辆进行线路跟踪测试并获得建立转向架构架载荷谱的原始数据。根据载荷谱数据处理方法和轨道机车车辆转向架载荷谱建立理论,初步建立了北京地铁2号线运用条件下的B型地铁动车转向架构架疲劳载荷谱样本。(3)对该线路上的转向架构架载荷特征、应力特征和载荷谱特征进行了分析,结果表明线路条件对三者有很大的影响,且目前的转向架构架强度设计标准无法覆盖我国某些运用条件下的车辆转向架构架疲劳损伤。(4)基于刚柔耦合动力学方法,建立了考虑柔性体构架的地铁拖车动力学模型,采用数值方法获得了拖车转向架部分载荷的载荷时间历程,且计算结果与线路实测载荷时间历程具有较好的一致性。结果表明,采用刚柔耦合多体动力学仿真可以为分析转向架构架疲劳问题提供一定的指导。本论文的研究可以为我国地铁车辆的运营管理和地铁车辆转向架的故障降低、设计研发、试验研究提供一定的指导,对于进一步提升某些地铁车辆转向架构架的疲劳可靠性和保证我国城市轨道交通车辆安全可靠运营具有重要意义。