我国高速铁路刚开始起步，为适应铁路运输的新要求，研究新型轨道结构势在必行。波纹轨腰钢轨是改善钢轨经济指标的一条有益途径，把波纹腹板H型钢的研究成果应用到钢轨上，开发出波纹轨腰新型钢轨，开展对这种新型钢轨加工过程及其机械、力学性能的研究具有重大的经济意义和学术价值。目前世界上对这一方面的研究还基本停留在波纹腹板H型钢的阶段，波纹轨腰重轨至今在世界上还没有出现，对波纹轨腰重轨的研究具有首创性。本文主要对波纹轨腰钢轨的各项力学性能，如强度、刚度、稳定性和动力特性等，应用ANSYS软件进行有限元数值模拟，并与轨腰厚度相同的直板轨腰钢轨进行相应的比较，以揭示波纹轨腰钢轨在承载方面的优越性。首先对两种钢轨在简单边界条件下的应力分布进行分析比较，解释了波纹轨腰钢轨由于轨腰的波动性对其轨腰部分静力学性能的影响；以及荷载在波纹轨腰不同位置对其应力分布与变形的影响。然后对波纹轨腰钢轨与普通直板轨腰钢轨进行模拟实际边界条件下的各项力学性能的有限元数值分析，计算了波纹钢轨轨腰部分的弹性应力场、Mises屈服应力场等，同时对波纹轨腰钢轨的抗侧弯能力、抗屈曲能力及动力性能进行了计算，并与目前普通钢轨的相应力学性能进行了对比分析。最后，对所获得的计算结果进行综合分析整理，揭示波纹轨腰在各种受力条件下的受力特点和各项力学指标的分布特点，获得的各项成果为今后进一步展开这方面的研究工作及有关的工程应用提供了有益的参考依据。