随着我国铁路运输需求的日益提升,增加行车密度,缩短列车间隔已经成为国内铁路运输组织提高运量的一种有效途径。然而这必然导致有砟轨道养护任务负担加重和养护天窗期缩短,因此,提高维护效率刻不容缓。在列车间隔利用小型养路机械施工的养路方式已经不能满足目前的要求,运用高作业效率的大型养路机械就十分必要。轨道动力稳定车是有砟轨道维护作业中常用的大型养路设备,自1984年从国外引入到自主研制开发,我国在运用稳定车对有砟轨道进行维修养护方面上已经有了很大进步。但是,对于不同的有砟轨道线路状态,动力稳定作业参数该如何选取,目前仍主要依靠现场经验,理论上的指导还很缺乏。本文综合使用离散元法和多体动力学理论,开展了轨道动力稳定作业过程中道床的动态响应及其力学性能演变的模拟分析,初步探讨了动力稳定装置作业参数的选取原则与方法,以期为智能化轨道动力稳定装置的开发提供理论指导。首先采用PFC软件建立了有砟轨道的三维离散元模型,计算了不同密实度道床的支承刚度和横向阻力,分析了道床横向阻力的空间分布和分担情况,为道床状态的监测与评估提供参考。其次,分析了WD-320型动力稳定车的作业装置及稳定作业原理,采用多体动力学软件UM建立了动力稳定装置-轨排多体动力学模型,研究了稳定装置偏心轮转动频率和下压力对稳定装置构架和轨枕动力学响应的影响,分析了动力稳定装置-轨排系统的共振频率。最后,开展了动力稳定作业时有砟轨道宏细观力学行为及道床横向阻力的离散元模拟分析,对比分析了稳定作业前后道床横向阻力的变化,为动力稳定作业参数选取及效果评估提供参考。研究结果表明,密实度变化对道床力学特性影响显著,松散状态与稳定状态的道床密实度仅相差0.9%,但后者的道床支承刚度和横向阻力平均值是前者的1.5倍以上;密实状态的道床密实度较稳定状态道床大7.8%,但前者的道床支承刚度和横向阻力平均值是后者的2倍以上。三种密实状态道床的横向阻力分布有所不同,松散道床的横向阻力由轨枕两侧道砟承担较多,枕底承担最少;稳定状态和密实状态道床的横向阻力主要由轨枕底部承担。下压力对动力稳定装置-轨排系统的共振频率影响较小;当稳定装置的偏心轮转动频率为33 Hz时,系统的振动响应幅值最大。动力稳定作业的影响在距离稳定装置5.4 m处降低到15%,稳定作业的影响随道砟深度的增加快速减小。