为了降低轨道交通车辆运行时引起的环境振动,各种型式的减振轨道应用在我国城市轨道交通建设当中。在减振轨道的大面积使用的过程中,钢轨波浪性磨耗现象越来越严重,钢轨波磨不仅恶化了轮轨间相互作用关系,导致车辆与轨道系统振动及噪声增大,影响乘坐舒适性,而且缩短车辆与轨道部件的服役寿命,产生安全隐患。钢轨波磨为当今世界轨道交通发展面对的一大难题,缓解钢轨的波浪性磨耗成为当下必须解决的问题,本文提出了一种轨枕式减振轨道频率调节机构,以期能够缓解钢轨波磨的发生与发展,减少轨道与车辆部件的损伤。首先针对研究团队提出的新型轨枕式减振轨道的结构特点,建立了具有频率调谐机构的弹性侧支撑短枕式减振轨道与长枕式减振轨道有限元模型,研究频率调谐机构关键参数对弹性侧支撑短枕式与长枕式减振轨道固有频率和动力学响应特征的影响规律。研究结果表明,频率调节机构不仅可以改变弹性侧支撑短枕式与长枕式减振轨道结构的固有频率,而且提高减振轨道的稳定性和减振效果。频率调谐机构刚度对减振轨道的动力学影响比预紧力显著。对于弹性短轨枕而言,宜将频率调谐机构的初始刚度设为1kN/mm,既可以上下调节轨道的振动频率、提高稳定性,又便于制造,其中调节范围可达±20Hz左右。对于弹性长轨枕频率调节机构刚度的有效调节范围为0~20kN/mm,其初始刚度宜设为5kN/mm左右,对减振轨道一阶模态固有频率的调节范围可达±6Hz左右。在运营过程中通过应尽量采用增大频率调谐机构刚度的方法调节轨道结构的频率。将频率调节机构的刚度由初始的5kN/mm增大到20kN/mm,弹性侧支撑长枕式减振轨道的第一阶固有频率将提高6Hz,轨枕和道床的振动加速度将分别降低26.7%、36%,并且频率调谐机构对长枕式与短枕式减振轨道的影响趋势基本一致。其次,利用多体动力学与有限元法建立新型轨枕式减振轨道的落轴仿真试验模型,研究频率调谐机构对新型轨枕式减振轨道的动力学响应的影响规律。试验表明,频率调谐机构可以抑制轨道系统的振动,同时具有调节减振轨道结构的振动频率的作用。然后基于车辆-轨道动力相互作用理论,建立了考虑频率调谐机构的地铁-弹性轨枕-整体道床的动力学模型。轨道类型选取了国内城市轨道交通中较常用的长轨枕式减振轨道,在轨枕上安装频率调谐机构。研究在不同轨道不平顺激励模型下,频率调谐机构的主要参数对车辆-轨道系统动力学的影响规律。结果表明,安装频率调谐机构均可以抑制车辆与轨道系统的振动,并且可以调节轨道系统的振动主频。对于波磨激励而言,调节轨道频率,抑制振动可以有效的减少波磨激励下的轨道共振,避免波磨的发展对车辆轨道部件造成损伤。最后利用在实验室内1:1的弹性侧支撑长枕式减振轨道上安装了频率调节装置,并采用锤击实验对比分析的方法对理论研究的结论进行验证。研究结果表明频率调谐机构对弹性侧支撑长枕式减振轨道的振动具有明显的抑制作用,并且改变调谐弹簧的参数可以有效地调节减振轨道结构的固有频率。