随着我国经济的不断发展,货物运输量逐年提高,重载运输已经成为我国货运铁路发展的重要方向,其中,重载机车是重载运输的主要牵引装备,大轴重、大功率重载机车是未来的发展趋势,但轴重的增加会恶化轮轨间作用关系,加剧车轮和钢轨磨耗,大大增加了运营成本。特别是,六轴机车具有轴距长的特点,其通过曲线时的动力学行为更加复杂。从动力学角度分析车轮磨耗对重载机车运行性能的影响,对于了解车轮磨耗状态下轮轨接触特征、确保机车的运动稳定性和曲线通过安全性,乃至合理制定车轮镟修标准具有重要意义。本文基于六轴重载机车转向架的结构特点,以铁道车辆动力学和多刚体动力学为理论依据,建立重载机车动力学分析模型,模型中充分考虑了端轴和中间轴的自由横动量差异及悬挂系统的非线性特性;以线路上正常服役的HXD六轴机车为研究对象,通过现场测量获取0~9万km的车轮型面数据,分析车轮磨耗规律,研究不同磨耗阶段踏面的轮轨静态接触几何,计算分析车轮磨耗对机车运动稳定性、动态曲线通过性能及在不同钢轨上的适应性等方面的影响。最后,考虑未来发展,对30 t轴重重载机车发生类似车轮磨耗时的稳定性、平稳性及运行安全性进行评估。结果表明,车轮踏面磨耗对轮轨静态接触几何影响较大,主要体现在等效锥度和接触点位置上;直线运行时,车轮磨耗主要对车辆横向动力学性能产生影响;相较于标准踏面及4.5万km踏面,2万km和9万km踏面会使机车的曲线通过性能得到一定程度的改善;400~1000 m半径曲线线路上,车轮磨耗对重载机车动力学性能的影响相似,随着曲线半径的增大,各指标响应幅值逐渐减小;钢轨磨耗后,重载机车通过曲线时的轮轨横向力、轮轴横向力、轮轨磨耗功率增大但运行安全性略微增加;30 t轴重重载机车动力学性能满足运行要求。