本文基于势流理论研究了具有任意充液比的平放圆柱罐体的液体晃动特性,在此基础上,结合车辆动力学和流固耦合动力学研究了液体晃动对铁路罐车蛇行运动稳定性的影响。主要工作有:在罐体为刚性、流体为二元理想无旋流的基本假设下,基于势流理论,建立了平放圆柱罐体内液体晃动的控制方程,采用Galerkin方法对流体运动方程进行离散求解。假设流体势函数可以分离变量,利用流体自由晃动推导出流体势函数的空间项,在液体强迫晃动中结合已满足条件的空间项,利用自由液面方程消去空间项而得到势函数的时间项的微分方程。并求解了液体晃动的固有频率,与实验结果的比较表明计算精度较高。另外,分析了液体晃动频率随充液比例和半径的变化规律。根据流体势函数与流体力间的关系推导了作用在罐体上的作用力,并近似地推导了罐体做摇头运动时罐体受到的力矩。根据力或力矩的特点,将它们分为液体惯性项和液体晃动项。以罐体受横向和摇头加速度激励为实例,基于MATLAB编程计算了不同充液比例下罐体受到的液体惯性力或力矩和液体晃动力或力矩的值。分析了充液比对液体动压力的影响。基于车辆动力学和流固耦合动力学,建立具有21个自由度的罐车的横向运动线性模型,研究不同充液比例下液体晃动对罐车蛇行临界速度的影响,并与无液体晃动时的蛇行临界速度进行了对比分析。