轨道车辆在经济发展中发挥了重要作用,运行速度的提高缩短了空间距离,也引发了人们对车辆运行安全性的考虑。一方面,我国加大了对轨道车辆主动安全性的投入,另一方面,轨道车辆的被动安全性研究也逐渐提上日程。在轨道车辆的车端位置一般都安装有防爬器、车钩缓冲器等多种吸能元件,这些吸能元件可以通过自身的小变形来吸收车辆在启动、制动、加速和减速等过程中的部分能量,也可以在轨道车辆发生碰撞时,通过自身结构的破坏来吸收车体间的碰撞能量,从而减少车体结构的变形。研究车端吸能元件工作性能最直接最有效的方法是开展碰撞试验,而我国轨道车辆的型号众多,不同型号的车辆所搭载的吸能元件的种类、数量和位置等也有较大差异。因此,为了研究吸能元件的工作性能,同时降低试验成本,需要开发一种通用性好的高速碰撞试验台车。针对高速碰撞试验台车的垂直质心高度需要调节的问题,基于SolidWorks设计两种方案,对比两种方案优缺点后完成方案的选择。采用二分法对配重砝码的质量进行设计,通过组合使用不同规格的配重砝码,可以实现整车质量的误差控制在0.1%以内。将配重砝码进行有效的固定,减少因质量误差和配重砝码的晃动对整车碰撞能量的影响。并采用Hypermesh和Ansys检验了配重砝码框设计的合理性。配重单元采用电液伺服系统中的等同式反馈同步控制方法实现同步升降运动,研究了电液伺服控制的工作原理、组成和功用,并对电液伺服系统中的液压元器件进行了计算和选型。研究了轮对在制动时所受的力、所受力之间的关系,以及粘着系数与滑移率的关系。对制动单元的结构和自动触发制动装置进行方案设计,并分别计算出不同工况下,高速碰撞试验台车以最大滑移率制动时每轴的理想制动气压与速度曲线。通过组合控制每条轮对上的两组电磁阀,使制动气室内的气压出现升压、保压和减压三种状态,实现制动气室内的制动气压跟随理想制动气压曲线。以三种工况验证每轴两组电磁阀的组合控制的效果,得到制动气室内的气压值围绕理想气压曲线波动,并且波动范围满足试验要求。研究了在试验过程中,制动控制箱主要受到碰撞方向和垂直方向上的振动,并对制动控制箱在这两个方向上进行了双层隔振设计。由于振动激励的振动频率未知,采用公式计算的方法不能得到隔振器的刚度和阻尼值。在两个方向上,分别采用在AMESim中搭建模型进行仿真的方法,通过组合调整内、外两组隔振器的刚度和阻尼值,保证隔振器的隔振效果满足设计要求。研究了制动控制箱支撑架的工作环境,对所设计的结构进行了静力学和模态的仿真计算,验证了制动控制箱支撑架的刚度和模态均满足设计要求。