无缝线路是当今铁路发展和进步的重要标志,对社会生产力的发展起到了很大的推动作用。无缝线路以钢轨焊接技术为基础,通过钢轨焊接取代了大部分普通钢轨接头,节省大量钢轨接头材料的同时还能满足列车高速运行的要求。随着无缝线路不断高速重载化,钢轨焊接接头的质量和稳定性问题日益加重,铝热焊接接头更是无缝线路的薄弱环节,严重时将危及行车安全。因此,开展钢轨铝热焊接接头的性能和稳定性研究就显得迫在眉睫。针对焊接接头性能的研究问题,分析了本文结合铝热焊参数进行接头性能有限元模拟的可行性。基于钢轨铝热焊接热分析理论,建立了钢轨铝热焊接热传递有限元模型,将热传递的三种形式包括热传导、对流和热辐射考虑在模型中,并采用计算流体力学软件(CFD)对使用双冒口侧顶式浇注系统的钢轨铝热焊接主要过程进行了数值模拟,得出了不同焊接热条件下的影响钢轨铝热焊接接头性能的焊接参数,为轮轨滚动接触状态下的铝热焊接接头有限元模型的建立提供依据。运用Hertz接触理论得到了轮轨接触的法向力分布规律,基于车辆-轨道耦合动力学模型求解了轮轨接触关系,并考虑了焊接接头存在短波低塌不平顺时的接头动力学特性。结果表明：轮轨法向冲击载荷随车速的增加近似成线性增长,随焊接接头离最近轨枕的距离的增大而减小等。建立了轮轨接触时的焊接接头有限元模型,结合各项影响参数进行了轮轨滚动、滑动工况下的接头力学性能分析。结果表明：列车运行时应尽量避免车辆紧急制动以及启动加速空转的发生；在进行铝热焊接时应尽量将接头焊缝设置在距离邻近轨枕较远处,同时,要不断提高铝热焊接工艺,改善焊接接头性能,减少焊接缺陷,从而减少乃至避免由于车轮反复碾压引起的接头短波低塌不平顺。总结了全文主体思想,分析归纳了研究结果,阐述了将焊接过程模拟与焊接接头性能有限元分析结合在一起研究的优势,对实际工程应用有一定的参考价值。最后,分析了本文的不足之处,对后续研究进行了展望。