随着城市化进程的深入,轨道交通系统以其众多优势已成为城市交通结构中不可缺少的部分。但是,由于城市轨道交通大都运行在人口稠密地区,不可避免地产生一些噪声问题,如果不能很好的处理城市轨道交通的噪音问题,必然限制它的发展潜力。本文以城市轨道交通车辆直辐板车轮和s辐板车轮为研究对象,分别研究了两种车轮的振动和声学特性,并针对传统声学优化车轮设计当中声辐射计算复杂,以及难以得到比较明晰的优化方案的问题,提出了基于振级落差的车轮拓扑构型优化方法,对两种车轮的辐板进行了优化,通过声辐射和强度验证,表明,新的声学拓扑优化车轮方案确实起到了降噪的效果,基于振级落差的车轮拓扑构型优化方法切实可行。本文主要研究内容有：(1)根据铁道部标准,以直辐板车轮和S辐板车轮为研究对象,建立了直辐板车轮和S辐板车轮三维有限元模型。(2)对直辐板车轮和S辐板车轮有限元模型进行了模态和频率响应分析,得到了车轮的模态频率、振型；分析了两种车轮加速度导纳特性；并得到了车轮参考点在相应频段的振动加速度,且由此计算了原始直辐板车轮和S辐板车轮的振级落差。(3)对直辐板车轮和S辐板车轮进行了声辐射特性分析。从能量角度出发,用辐射声功率来分析直辐板车轮和S辐板车轮的声辐射特性。为车轮提供了噪声验证的基础。(4)在原始直辐板车轮和S辐板车轮的辐板两侧各向外延伸4毫米的区域为拓扑优化的设计区域,引入车轮结构振动振级落差作为拓扑优化目标函数,建立车轮拓扑优化模型,对直辐板车轮和S辐板车轮进行了优化。并基于此,设计了新的直辐板车轮和S辐板车轮模型,并对其进行了声辐射与强度验证,直辐板车轮较优化前降噪11.99%,S辐板车轮较优化前降噪11.5%,表明,新的声学拓扑优化车轮方案确实起到了降噪的效果。