该文以摩擦学的三个公理为理论指导,通过数值计算分析了轮轨滚动接触过程参数的变化特性,研究了钢轨表面短波长波浪形磨损(以下简称短波长波磨)的产生机理、演变及动力学反馈,主要内容有:(1)建立了两种车辆轨道系统(即轨道与客车,轨道与货车)的垂向振动模型,分别进行了模态分析,得到了系统垂向振动特性.(2)该文在准静态条件下,采用弹塑性滚动接触分析方法,考虑了接触表面的塑性变形,研究了波磨的生成和发展过程.同时比较了两种材料,即具有理想弹塑性和双线性随动硬化特性的材料,在出现波磨后的不同特性.(3)基于Melan安定理论,分析了高频力作用下,接触表层经过重复滚压,生成短波长波磨,接触面进入了安定状态的过程.研究了载荷的频率、相位等因素对波磨特征的影响,理论分析和试验结果相吻合.在考虑钢轨弯曲变形的基础上,研究了枕木间距对钢轨表面塑性变形的影响;分析了波磨波谷处硬化白层的产生机制.(4)研究了车辆轮对在短波波磨激励下,垂向接触力和蠕滑力与波磨波长、波深和车辆运行速度的关系.(5)采用液-力耦合方法,分析了微突起和裂纹的受力状态,突起的分布决定了接触表面的受力状况;研究了不同材料属性的介质、裂纹倾斜角和摩擦系数对接触区状态以及裂纹的影响.(6)采用热-结构耦合方法,研究了轮轨接触面在瞬态载荷作用下,摩擦热的生成和传导过程.该研究得到国家自然科学基金重大项目"支持产品创新的先进制造技术的基础研究"(59990470)和国家自然科学基金重点项目(攻关计划)"轮轨接触表面波浪形磨损和滚动接触疲劳的研究"(59935100)资助.