时速400公里的高速列车的研制,对弓网匹配关系提出了更新、更高的技术要求。不同运行条件、不同服役环境下的弓网匹配技术,是高速列车系统技术集成的重要组成部分,更是保障高速列车安全运营的重要条件。本文基于多体动力学和有限元理论建立精细化的列车-受电弓-接触网-气候环境耦合的弓网动力学仿真方法。围绕列车在复杂服役环境下运营时弓网动态作用规律,从宽适应性的车弓网匹配技术,环境温度变化时弓网系统受流性能的演变规律,覆冰条件下接触网的振动特性和受流性能的演变规律,以及列车运行过程中升弓的动态特性四个方面进行深入研究。为了研究时速400公里的车弓网参数匹配,建立了考虑轨道不平顺的车辆-受电弓-接触网耦合动力学模型。基于Pearson相关系数和频谱分析,得到车体振动影响弓网受流质量的关键运动学参数;引入反共振频率解释了列车运行过程中车体振动影响弓网系统受流质量的作用机理;通过车体垂向振动位移的特征频率与相应的振幅,可以评估轨道不平顺引起的车体振动对弓网系统受流质量的影响程度。提出采用多因素法研究高速弓网匹配技术,弥补了单因素法研究弓网匹配技术的不足。基于多元回归模型拟合出接触网系统关键参数与弓网受流性能指标的映射关系。基于多元线性模型,弓网受流指标与所选接触网参数变量的相关性达到97.06%;基于多元二项式模型,弓网受流指标与所选其变量的相关性达到99.76%。针对环境温度变化引起的弓网动态性能的演变,考虑了接触网各部件的热胀冷缩,建立了考虑环境温度的受电弓-接触网-温度耦合动力学模型。从环境温度对接触网空间位置的影响入手,分析了温度对接触网纵向位置、横向位置和垂向位置的影响。对于9跨的接触网,环境温度从设计温度变化到极限温度（-60℃或者80℃）时,接触网纵向位置变化量在300 mm左右,而接触网在横向和垂向位置的变化量在4 mm以内。此外,研究了接触网系统的线缆张力分布受环境温度变化的规律,其中接触线的张力受温度变化的影响最大,环境温度升高或降低到极限温度（-60℃或者80℃）时接触线的张力变化量在2%左右。对于采用全补偿装置的接触网而言,距离接触网两端越远的线缆的张力受温度变化的影响越大。在温度变化影响下,接触网的空间位置和线缆的张力分布都产生了变化,进而影响了列车运行过程中弓网系统的受流质量。弓网系统的受流质量受环境温度降低的影响最为明显,温度降低到-60℃,接触压力统计结果的最大变化量为4.79%,弓头抬升位移最大变化量为29.47%,弓头振动加速度最大变化量为4.78%。针对接触网系统覆冰条件下的弓网受流特性演变,提出采用组合材料法研究了不同运行速度下接触网覆冰厚度对弓网系统受流质量的影响规律,并和传统的了增加密度法、均布载荷法进行对比。相比而言,组合材料法是一种更为合理的计算接触网覆冰的方法。接触网系统的覆冰会降低弓网系统的受流质量,并且随着列车运行速度的增加和覆冰厚度的增加,接触网系统的受流质量均会变得恶劣。当接触网覆冰厚度与线缆半径之比超过2时,建议列车降速通过。针对列车运行过程中升弓时弓网之间的碰撞特性,建立了受电弓升弓碰撞模型,并搭建了受电弓升弓地面实验室试验台验证了升弓碰撞模型的正确性。当在列车静止状态下升弓时,升弓速度和升弓位置会影响升弓时间、弓头振动加速度、弓头垂向位移和弓网之间的碰撞力;受电弓与接触网之间最大碰撞力与升弓速度成正比,当升弓速度超过0.5 m/s时,受电弓与接触线之间的接触力将超过250 N;吊弦的分布影响弓网之间的碰撞力,升弓点在吊弦附近时碰撞力局部最大。当在列车运行过程中升弓时,不仅升弓速度、升弓位置会影响弓网之间的动态作用,同时随着列车运行速度的增加,升弓过程中弓网之间的碰撞明显增强。因而,要保证列车在运行中安全、平稳地升弓,需要严格控制升弓速度、升弓位置及列车运行速度。进而,针对时速400公里的铁路网,提出了多制式受电弓升弓方案。