随着城市人口和汽车数量的不断增加,交通拥堵已经成为了一道世界性难题。发展快速准点、节能环保、运能大的城市轨道交通已被证明是最为有效的解决方法。但城市轨道交通的运营环境相对传统大铁路交通而言,曲线多,半径小,致使轮轨磨耗特别突出。因此,改善和提高城市轨道车辆的曲线通过性能一直是城市轨道交通技术的研究重点。单轴转向架在减小车辆自重与运行噪声、缓和轮轨动态作用力和改善曲线通过性能方面具有明显的优势,但与传统两轴转向架相比也存在蛇行运动稳定性差的缺点,需要采取一系列措施来提高其稳定性。基于此本文为单轴转向架车辆设计了一种液压径向机构,加装在转向架构架与车体之间,在保证车辆曲线通过性能的同时,也可对轮对起到纵向定位作用,提高其直线运行稳定性。论文首先介绍了国内外单轴转向架技术和径向技术的发展概况和研究现状,以某型单轴转向架城轨车辆为研究对象,推导了单轴转向架车辆的动力学方程并在SIMPACK软件中建立了四模块单轴转向架城轨车辆的动力学仿真模型。其次,提出了液压径向机构的总体结构方案,详细阐述了液压径向机构的工作原理并完成了其结构设计,利用AMESim软件建立了液压径向机构的仿真模型。以SIMULINK为主仿真平台,通过软件接口将SIMPACK车辆动力学仿真模型与AMESim液压径向机构仿真模型集成到SIMULINK环境中,建立了液压径向机构与单轴转向架城轨车辆的联合仿真模型。利用所搭建的联合仿真模型对具有液压径向机构的单轴转向架城轨车辆进行了相关的运动学仿真和动力学仿真,分析了液压径向机构的运动学规律,研究了液压径向机构参数对车辆动力学性能的影响并完成了参数优化。在对液压径向机构进行参数优化的基础上,进一步利用联合仿真模型对加装液压径向机构后单轴转向架车辆的运行稳定性、平稳性及曲线通过性能进行分析；最后对比分析了加装抗蛇行减振器单轴转向架车辆与加装液压径向机构单轴转向架车辆的动力学性能。研究结果表明：该液压径向机构能够较好地解决单轴转向架车辆曲线通过性能与蛇行稳定性之间的矛盾。