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地铁的噪声特性是衡量地铁质量的一个重要指标,在列车车身设计中,声学舒适性是必须要考核的要素。为预测轮轨激励下的车外噪声问题,论文对以下几方面进行了深入研究。通过将车体、构架、轮对模化为多刚体系统,钢轨处理成由有限间隔的离散轨枕支承的无限长Timoshenko梁,建立了地铁头车—轨道耦合动力学模型,以轮轨不平顺作为激扰谱,计算了整车的振动响应,获取了二系空气弹簧与车体接触处在三维空间内的振动载荷。结果表明:轨道不平顺在垂向和横向引起的激励载荷幅值较大,而在纵向引起的激励载荷幅值较少。一系纵向定位刚度对平稳系数影响较大,建议一系纵向定位刚度取为5MN/m。一系横向定位刚度对列车运行平稳性的影响很小,对脱轨系数的影响较大,建议转向架一系横向定位刚度应取为4MN/m。将谐振分析所得的头车壁板的表面振动位移作为激励条件,求出了头车司机室、乘客室外声压在不同频率点的声压分布,并计算了相应的噪声量级。结果表明:司机室外的A声压级在56.6489～68.3541 dBA变化,乘客室外的A声压级在57.0114～69.4445dBA变化。距离车体愈远,噪声愈小,并且基本成直线规律衰减。司机室外A声级最大的场点距走行轨中心线7.5m、车底1.2m、司机室端墙2.6m,其大小为61.5207dBA,在激励频率30Hz时,司机室端墙对该场点噪声的贡献最大,声学贡献系数为62.2%;在激励频率200Hz时,车头曲面对该场点噪声的贡献最大,声学贡献系数为87.6%。乘客室外A声级最大的场点距车底1.2m,走行轨中心线7.5m,乘客室尾部端墙3.9m,其值为60.91dBA。在激励频率30Hz时,乘客室端墙对该场点噪声的贡献最大,声学贡献系数为76.9%;在激励频率200Hz时,车顶第5块板对该场点噪声的贡献最大,声学贡献系数为47.19%。当地铁头车以60km/h的速度运行时,轮轨总辐射噪声主要分布在中心频率为500Hz～4000Hz的一个较宽的频率范围内;钢轨辐射噪声主要分布在中心频率为500～4000 Hz的较宽的频率范围内;车轮辐射噪声主要分布在中心频率为1250～4000 Hz的中、高频范围内。从二者对总噪声的贡献来看,钢轨是主要的辐射源,车轮次之。轮轨、钢轨、车轮的辐射总声压级分别为86dBA,85dBA,81dBA。钢轨辐射的总声压比车轮的辐射总声压级大4dBA左右,钢轨、车轮的辐射总声压对轮轨的辐射总声压贡献分别为87.5%、12.5%。通过改进车轮结构来降低轮轨噪声,难以取得理想的效果。必须采取措施,降低钢轨表面粗糙度,才能使头车车外噪声降低到80dBA。