2020年,时速400公里跨国互联互通高速动车组在中车长客下线,该列车作为新时代我国高速铁路发展的重大创新成果,具有里程碑意义。在车体设计阶段,更高速度等级的列车意味着车体遭受的气动载荷更加剧烈,因此,研究时速400km下的高速列车车体气动载荷及气动载荷谱,为列车车体结构设计提供了参考。本文以时速400km动车组为研究对象,采用隧道压力波一维数值模拟和雨流计数法,对列车通过典型隧道的气动载荷谱形成机理进行研究,随后选取京沪线,统计分析不同运营时间列车经过该线路所有隧道的车体气动载荷谱,为400km/h列车设计提供参考,主要内容如下:研究高速列车隧道压力波一维数值计算方法,描述流动特征,建立边界条件,通过实车试验数据验证了隧道压力波一维数值计算方法的正确性。此外,通过研究对比雨流计数方法,完成ASTM E 1049-85雨流法在程序中的实现,最后通过文献图例和隧道单车、交会程序完成对雨流法程序的验证。其次,研究了车体气动载荷谱的形成机理,通过研究单列车通过不同隧道长度和隧道内不同位置处交会的气动载荷峰谷值和压力波的形成机理,并对它们气动载荷循环特征进行分析,得出隧道压力波-气动载荷峰谷值-载荷循环计数三者间的联系,即当列车在隧道内运行时车体受到隧道压力波和膨胀波的作用时,车体压力载荷幅值较大,且载荷循环都为半循环;车体未受到压力波影响时,车体气动载荷幅值较小,且载荷循环都为全循环。通过研究典型速度和隧道长度的影响,揭示气动载荷谱涉及的幅值和频次的特征、主要构成、分布规律和范围。随着列车车速增大,列车车体承受的最大气动载荷幅值等级增大。当列车速度为400 km/h时,列车车体最大气动载荷幅值等级为2500～3000Pa;当列车速度为450 km/h时,列车车体最大气动载荷幅值等级为3000～3500Pa。隧道长度为最不利隧道长度1240m时,列车车体承受的最大气动载荷幅值等级最大,为2500-3000Pa;隧道长度为3000m、5000m和10000m时,列车体承受的最大气动载荷幅值等级为2000-2500Pa。最后,选取京沪高铁线为研究对象,研究时速400km列车单次通过该线路全程隧道的均幅值气动载荷谱分布特点,得到列车头尾车和中间车均在气动载荷最小幅值等级[0,500)Pa处循环次数最多;列车最大气动载荷幅值由头车到尾车逐渐减小。结合列车运行图,再对比该线路运行1天的上下行车体气动载荷幅值频次特点,最后研究运行1天、1年、30年头尾车和中间车的气动载荷幅值次数关系,即列车在最小气动载荷幅值等级0～500Pa的频次占所有气动载荷幅值等级总频次的51.27%,最大气动载荷幅值等级2000～2500Pa的频次占比为16.31%;列车承受的气动载荷幅值在最大和最小等级处均有明显占比,呈现两极分布态势。本文的研究将为今后时速400km高速列车的车体气动载荷谱研究提供了参考。