Протягом усього часу існування кафедри її колектив активно працював у різних напрямках науково-дослідної роботи, яка була направлена на удосконалення конструкції вузлів вагонів та забезпечення надійності їх роботи в умовах експлуатації.
Кафедра має можливість проведення науково-дослідних робіт в галузі залізничного транспорту за такими основними напрямками:
- Теоретичні й експериментальні дослідження вагонів.
- Технічна експлуатація вагонів та їх вузлів, підвищення надійності й ефективності їх використання.
- Системи та технології проектування, виготовлення, технічного обслуговування та ремонт вагонів та їх вузлів.
- Надійність, діагностика та неруйнівний контроль вагонів та їх вузлів.
- Технічні засоби для енерго- та ресурсозбереження на залізничному транспорті.
- Електричне, холодильне та допоміжне обладнання вагонів.
- Гальмівні системи рухомого складу.
- Конструкція та динаміка рухомого складу.
- Взаємодія рухомого складу та колії, стійкість руху вагонів, безпека руху поїздів.
- Удосконалення методів і засобів випробувань вагонів та їх вузлів.
- Підвищення надійності та працездатності буксових вузлів рухомого складу.
- Автоматизація вагоноремонтного та вагонобудівного виробництва. та ін.
Історія проведення наукових досліджень кафедри вагонів
Значні дослідження були виконані професором П.В. Шевченко з питань підвищення надійності пресового з’єднання осі колісної пари вагонів з маточиною колеса. На рівні докторської дисертації була виконана робота «Розробка конструкції та розрахунок міцності порожнистих вагонних вісей».
Вагомий внесок в удосконалення шарнірних вузлів гальмівної системи і повітропровідної гальмівної магістралі зробив у 60-і рр. доцент М.Ф. Фельдман. Під його керівництвом І.В. Антоновим та К.І. Бойко виконувались дослідження відносно можливості застосування на рухомому складі гідравлічних протиюзових авторегуляторів.
У 1964 р. на кафедрі була створена унікальна науково-дослідна лабораторія «Фотопружність», де стало можливим вирішувати складні питання підвищення міцності деталей і вузлів вагонів та інших конструкцій. Стосовно вагонів виконувались дослідження для важкого машинобудування та вагонобудівних заводів. Проводилися дослідження поляризаційно-оптичним методом міцності вузла циліндро-поршневої групи двигунів, а також перевірялася закономірність пружного стану та міцність кріплення лопаток газових турбін для Харківського турбінного заводу. Активно працював і організовував роботу лабораторії «Фотопружність» доцент кафедри «Теоретична механіка» Й.Б. Волькович.
До наукової роботи кафедри широко залучались студенти, які мали схильність до досліджень і потім поповнювали ряди наукових кадрів дослідної лабораторії.
На кафедрі з’являються досвідчені виробничники, колишні її випускники: В.С. Фоменко, О.Г. Мілашич, В.В. Поляков, Д.А. Дубяга, С.І. Нечволода, М.К.Гребьонкін.
Внаслідок активної діяльності на кафедрі наукової школи, у 1966 р. захистив докторську дисертацію Г.П. Андрєєв, тодішній ректор Українського заочного політехнічного інституту. Кандидатські дисертації захистили у 1968 р. В.В. Шевченко, у 1971 р. – А.П. Горбенко, А.О. Радзіховський, М.В. Коренівський, у 1975 р. – В.Г. Черниш, у 1977 р. – Є.В. Федорець і В.В. Новиков, у 1978 р. – В.С. Ждамаров.
Пізніше, як продовжувачі наукового напрямку професора П.В. Шевченка, захистили кандидатські дисертації С. І. Нечволода (1984 р.), І. Д. Борзилов (1990 р.), М. К. Гребьонкин (1994 р.).
Наукові дослідження кафедри проводилися у вигляді госпдоговірних і держбюджетних робіт, керівниками яких були в основному викладачі кафедри. Щорічний обсяг госпдоговірних робіт становив 40-50 тис. крб. Стабільними замовниками госпдоговірних робіт були Крюківський завод та ін. заводи. Для виконання госпдоговірних робіт був створений штат наукових співробітників. Науковими співробітниками працювали Е. В. Лукіна, І. Д. Борзилов, Л. М. Кулик, В. В. Маловічко та ін. За результатами виконаних науково-дослідних робіт багато наукових співробітників захистили дисертації і потім поповнили лави викладачів.
Після утворення Державної адміністрації залізничного транспорту фахівці кафедри прийняли активну участь у вирішенні невідкладних проблем вагонного господарства. Так, кафедра приймала участь у державній програмі «Розробка заходів по зменшенню зносу пари «колесо-рейка». Викладачі кафедри брали активну участь у роботі науково-методичної комісії Міністерства освіти України за напрямком «Залізничний транспорт», технічного комітету України із стандартизації на залізничному транспорті, науково-технічної ради вагонного главку Укрзалізниці.
При безпосередній участі викладачів кафедри на базі вагонного депо «Основа» була проведена галузева школа передового досвіду з оснащення вагонного парку модернізованими буксовими підшипниками з поліамідними сепараторами.
У останній час на кафедрі під керівництвом професора Мартинова І. Е. виконуються наукові дослідження по підвищенню надійності буксових вузлів вагонів шляхом удосконалення конструкції та впровадження сучасних технологій діагностування технічного стану (Труфанова А. В., Шовкун В. О.). Питанням модернізації гальмівної системи вантажних вагонів присвячені дослідження доцента Равлюка В. Г. Над створенням сучасних засобів технічного діагностування та системи акустичного контролю колісних пар працюють доценти Бондаренко В. В. та Скуріхін Д. І. Дослідження доцента Візняка Р. І. та Ловськой А. О. присвячені забезпеченню збереженості вагонів у міжнародному залізнично-водному сполученні.
За зазначеними напрямками наукової діяльності кафедра тісно співпрацює з Департаментом вагонного господарства, Пасажирською компанією Укрзалізниці, Державним підприємством Український науково-дослідний інститут вагонобудування, службами вагонного господарства та пасажирськими службами залізниць України, проектно-конструкторським бюро Головного управління вагонного господарства Укрзалізниці, ПАТ «Крюківський вагонобудівний завод», «Азовмаш», ПАТ «Стахановський вагонобудівний завод», ВАТ «Харківський підшипниковий завод», а також з багатьма іншими підприємствами та установами.
Кафедра співробітничає з провідними світовим виробниками підшипникових вузлів для рухомого складу: шведською фірмою «SKF», американськими компаніями «Tіmken» та «Brenco». Доцент Труфанова А. В. приймала участь в акредитації заводу фірми «SKF» по виробництву буксових вузлів для вантажних вагонів у м. Вілллар-Пероза (Італія), а проф. Мартинов приймала участь в акредитації заводу фірми «Brenco» по виробництву буксових вузлів для вантажних вагонів у м. Санкт-Петербург (США).
Кафедра працює над проблемою створення нового складу матеріалів та енергозберігаючих екологічно чистих технологій їх виготовлення. Новий склад матеріалів і технології їх виготовлення спрямовані на заміну виробів, які виготовляються з чорних і кольорових металів, вартість яких з кожним роком зростає, що пов’язано з використанням газу і електроенергії. Науковцями кафедри проводяться роботи по створенню захисних покриттів з заданими властивостями для деталей транспортного призначення. Професор кафедри, доктор технічних наук Геворкян Едвін Спартакович у 2019 році став переможцем ХХІ обласного конкурсу “Вища школа Харківщини – кращі імена”.
Ловська Альона Олександрівна – доктор технічних наук, професор кафедри – у 2023 р. стала лауреатом конкурсу “Молодий вчений року” в двох номінаціях: Науковий ментор (керівник наукового дослідження) та ”Винахідник року”.