近年来,中国高速铁路已经取得了重大发展,高铁已经成为改善国民生活水平、带动铁路沿线经济发展的重要工具以及中国对外经济往来的重要名片。高铁作为重要的载客交通工具,其安全性意义重大。而转向架构架作为高速列车重要的承载部件之一,在列车走形装置中发挥着举足轻重的作用,因此对其实际运行时的受载情况进行研究十分重要,且其受载特征也会为构架生产设计、结构优化、服役寿命预测提供重要的参考。本文以国内某型高速动车组构架为研究对象,以其在大西线路试验专线上典型线路的构架实测载荷和动应力数据为基础,结合SIMPACK整车刚柔耦合动力学模型及模态应力恢复方法,从线路实测和理论计算两个角度研究了构架载荷及应力特征,并优化了构架载荷应力传递系数。主要完成以下工作:(1)完成了线路实测构架载荷和应力数据的处理,分析了构架14种载荷系在不同线路工况下,时域和频域上的变化特点。计算了构架各个载荷系之间的Pearson相关系数,分析了载荷系之间时域上的相关性。研究了实测载荷谱的编谱方法,编制了不同速度级、直曲线工况和空重车工况构架载荷谱。(2)处理了实测构架动应力数据,完成了构架应力测点的区域划分,分析了构架载荷和应力在时域上的相关性。基于室内标定试验的载荷应力传递系数,计算了构架各个载荷系对构架不同区域应力测点损伤的贡献比例。发现了部分载荷应力传递系数可能存在的误差,利用神经网络算法优化了载荷应力传递系数,并利用实测载荷和应力数据验证了优化结果。利用实测载荷数据和优化的载荷应力传递系数,完成了线路直线和曲线其他速度级工况的动应力预测,并验证了预测动应力的效果。(3)利用多体动力学软件SIMPACK,建立了刚柔耦合整车精细化模型。输入武广轨道激励谱,仿真计算了该线路上运行时构架各个载荷数据,同时利用模态应力恢复法,计算出了构架各个节点的动应力。分析了速度级和直曲线工况对构架载荷的影响情况,对比了仿真动应力和线路实测动应力的差别。利用优化的载荷应力传递系数计算出了构架动应力,对比了其与仿真动应力的差别,验证了优化的载荷应力传递系数的效果。本文从实际测试和理论仿真两个角度研究了构架载荷及动应力,提出了构架载荷应力传递系数的优化,可以为构架载荷谱的运用及线路动应力获取方法提供参考。图125幅,表22个,参考文献76篇。