继电器作为控制系统中的开关电器,在铁路系统中的应用也十分广泛,无论是在铁路信号系统还是铁路车载系统中,继电器都是不可或缺的一部分。而目前国内铁路继电器产品都为信号继电器,车载继电器均为国外公司产品。为加速我国拥有自主知识产权铁路车载继电器的进程,本文设计出一种含永磁的新型铁路车载继电器。首先为了既能实现抗振性良好和触点回跳少等优良特性,又能使继电器结构相比之前更加简单,分析现有铁路继电器的优缺点和结构上的特点,参考现有结构继电器进行新结构铁路车载继电器的设计。设计继电器的电磁结构,理论分析电磁结构工作原理,并结合已有产品确定物理模型的尺寸大小。通过虚拟样机平台,在有限元软件中建立触簧系统有限元仿真模型,进行静态反力特性计算;建立电磁系统有限元仿真模型,进行静态吸力仿真计算,并通过改变电磁系统各零部件尺寸与位置,调整吸力特性曲线形状,使其能够与反力特性实现良好配合;进行继电器的动态特性仿真分析,获得继电器的时间参数。为了提高后面继电器参数优化的效率,建立快速计算模型来提高继电器特性的计算速度。然后,分析初步设计的触簧系统的缺陷与不足,对触簧系统进行优化,设计新型簧片结构,基于虚拟样机技术对触簧系统进行仿真分析,对触簧系统进行抗冲击和抗振动指标验证、强制引导和扫程验证,分析优化后触簧系统的性能。最后,选取影响静态特性的关键参数,将其作为多目标优化的输入参数,验证其对静态特性的影响,为后面的电磁系统优化提供依据。根据前面研究得到的静态吸反力特性匹配结果,选取电磁机构参数优化的关键目标参数;选择差分进化算法作为多目标优化方法,通过测试函数验证算法的正确性,随后在约束范围内,基于拉丁超立方抽样得到输入参数矩阵,利用Kriging模型对输入输出参数的函数关系进行拟合,并采用差分进化算法(DE)对电磁机构进行参数优化设计,对比优化前后静态吸力矩值,验证DE优化的有效性,验证继电器静态性能是否提升。