近几年来,高速动车组以其方便、快捷、安全、舒适等优势,在我国得到大规模运用。在沿线复杂环境的长期影响下,随运营里程的增加,动车组车轮多边形磨耗状态和振动噪声特性逐渐恶化,严重的车轮多边形磨耗将加大轮轨间相互作用力,恶化车辆系统的振动噪声环境,影响旅客乘坐舒适度,严重情况下还会危急行车安全性。目前的数值计算方法难以准确描述复杂环境状态作用下不同运营里程的车轮多边形磨耗状态以及振动噪声特性。因此,需要通过跟踪试验获取车轮多边形磨耗以及振动噪声特性随运营里程的变化规律。本文主要通过现场试验开展了以下几个方面的研究工作:(1)基于现场车轮粗糙度与振动响应同步测试,分析了单个镟修周期内车轮多边形磨耗对动车组振动噪声特性的影响,掌握了不同镟后里程下的车轮多边形磨耗状态以及振动噪声特性。得到结论如下:第3镟修周期内,车轮表面状态主要表现为第14~16阶车轮多边形磨耗特征,且幅值随运营里程的增加而增大,动车组振动噪声特性随运营里程的变化规律表现为镟后5万公里内发展缓慢,5~15万公里内逐渐增大,主要由于第14~16阶车轮多边形磨耗发展所致。(2)基于现场车轮粗糙度与振动响应同步测试,分析了完整跟踪周期内车轮多边形磨耗以及振动噪声特性随运营里程的变化规律,得到结论如下:完整跟踪周期内(120万公里),车轮表面状态主要表现为第14~16阶、20~23阶、25~27阶车轮多边形磨耗。第4镟修周期至第6镟修周期动车组振动噪声特性随运营里程的变化规律与第3周期一致,第7周期至第8周期不同于前4个周期,主要原因是第7周期开始,动车组运行线路不同于前4个周期,另外,随运营里程的增加,轮径的变化改变了车轮多边形磨耗的阶数及发展速度。(3)基于现场车轮粗糙度与振动响应同步测试以及轮对声辐射仿真预测模型,研究轮径改变对轮对振动声辐射以及车轮多边形磨耗的影响,结果表明:在车轮表面粗糙度相同情况下,轮径减小,即轮辋变薄,轴箱振动在高频部分有所增大。另外,轮径改变,将根据“车轮定频整分原理”影响车轮多边形磨耗的发展,车轮多边形的改变,进一步对轮对振动噪声产生影响。(4)通过对不同季节的车轮粗糙度与振动响应同步测试,研究季节对动车组振动噪声特性的影响。结果表明:在车轮表面粗糙度相同情况下,温度降低,振动固有频率变大,对应振动幅值增大。另外,季节更替将影响车轮多边形磨耗的发展规律,表现为冬春季车轮多边形粗糙度水平高于夏季且冬春季车轮多边形磨耗发展速度较夏季快,这是轮轨表面干燥摩擦系数较大的缘故。