本文针对轨道交通中轮轨振动噪声控制的工程实际问题,根据轮轨振动噪声产生机理、特性及控制理论,设计出车轮降噪块、钢轨吸振器和轨道减振器这三种减振降噪元件,最后进行实验验证。本文主要包含以下四项研究内容:(1)研究轮轨振动噪声的理论计算与试验方法,分析其特性参数。建立车轮有限元模型,计算车轮模态参数,并通过模态叠加法求解车轮结构的振动频率响应;采用有限元法,计算车轮声辐射特性。搭建车轮振动模态试验台架,采用锤击法和复频域最小二乘法进行模态试验分析。搭建车轮声辐射试验台架,采用摆球脉冲激励,获取车轮辐射声压级和声能量级;通过轨道线路在线测试,分析轨道系统振动噪声特性。将所获取的特性参数,作为轮轨振动噪声控制方案的设计输入。(2)制定车轮振动噪声控制方案,基于动力吸振和约束阻尼减振原理,设计一种三明治阻尼器式的车轮径向降噪块。采用等效阻尼理论和集中质量法,建立车轮-降噪块系统仿真模型,分析模态、振动频响和声辐射特性,预测减振降噪效果。计算结果表明,车轮在安装降噪块后的辐射声压级可降低11.8 dB(A)。(3)制定轨道振动噪声控制方案,首先基于有阻尼动力吸振原理,设计宽频的钢轨吸振器,建立轮轨动力学模型和钢轨-吸振器有限元模型,计算结果表明,安装钢轨吸振器可显著降低钢轨主频段的振动和辐射噪声,降噪量达到8dB(A)。然后建立车辆-轨道系统动力学模型,计算轨道减振器垂向刚度对轨道动力学指标的影响规律,确定刚度合理设计区间,预测其对隧道基础的减振效果。(4)对车轮降噪块、钢轨吸振器和轨道减振器进行减振降噪试验研究,结果表明:安装降噪块后,车轮整体阻尼提高约一个数量级,振动传递函数主频峰值降低15~40 dB,径向激励和轴向激励下的声能量级分别降低11.9 dB(A)和14.3dB(A);安装钢轨吸振器后,钢轨振动衰减率提高9 dB/m;对轨道减振器和普通扣件进行在线对比测试,在高架桥道床处减振效果为9.9 dB,降噪效果为6dB(A),在地下隧道壁处减振效果为12.1 dB。