有轨电车运营安全、行车密度高、列车运量大、节能环保,已成为城市轨道交通中一种重要的便捷交通方式。为了适应有轨电车在城市轨道交通中的发展和环保的严格要求,其引起的曲线啸叫噪声已经成为一个亟待解决的问题。嵌入式轨道作为一种连续支承无扣件的减振降噪轨道结构,广泛用于有轨电车线路,有些国家也用于地铁线路,但仍旧出现显著的曲线啸叫。目前国内有轨电车线路运营中,对于曲线啸叫噪声缺乏足够的认识,并出于运营安全的考虑,没有针对曲线啸叫噪声采取合理的控制措施,曲线啸叫问题仍然非常显著。因此,深入系统地开展曲线啸叫特性及机理、建模及预测研究,对于控制有轨电车曲线啸叫噪声、进一步发展有轨电车城市轨道交通具有深远的工程意义。针对有轨电车和嵌入式轨道曲线线路,轮轨接触曲线啸叫噪声的研究工作主要从试验和理论模型仿真预测两个方面开展。本论文主要开展了以下几个方面的研究工作:(1)介绍了曲线啸叫噪声研究的背景及意义,简要概述了曲线啸叫噪声的形成机理,并从建模研究、试验研究及控制措施三方面对曲线啸叫噪声研究现状进行了系统归纳和总结。(2)详细阐述了有轨电车在嵌入式轨道小半径曲线线路上进行的啸叫噪声试验方案,测试分析曲线啸叫噪声时域、频域特性及其对周围环境的影响,以及润滑措施对啸叫噪声的控制效果。综合分析轮旁啸叫噪声、车轮振动、钢轨振动测试数据及静态弹性车轮动力学特性测试数据,有轨电车曲线啸叫噪声的产生机理如下:基于摩擦下降特性,轮轨不稳定的横向蠕滑是激励车轮产生自激振动、啸叫噪声的主要原因。润滑后消除了摩擦下降特性并显著降低啸叫噪声,进一步证明该啸叫噪声激励机理。(3)建立了弹性车轮、嵌入式轨道结构动力学特性仿真预测模型,预测车轮、钢轨的振动速度导纳,并且以状态空间的形式进行描述。轮轨振动速度导纳及其状态空间形式应用于轮轨滚动接触曲线啸叫预测模型以描述轮轨结构动力学特性。(4)基于SIMPACK多体动力学仿真分析软件,根据被试有轨电车参数及R=50m的曲线线路,建立有轨电车曲线通过动力学仿真预测模型,预测并分析有轨电车通过小半径曲线时的动力学行为。以有轨电车头车第1轮对运行通过R=50m曲线线路圆曲线段某一时刻的动力学特性预测结果,作为轮轨接触曲线啸叫仿真预测中的输入参数,主要包括轮轨法向力、接触斑尺寸、轮轨接触点位置、轮轨接触角、稳态轮轨蠕滑率。(5)详细描述了轮轨滚动接触时接触区的运动变化过程,并引入摩擦曲线下降公式描述滑动状态下的轮轨摩擦系数。基于摩擦曲线下降特性引起轮轨自激振动的机理,建立轮轨接触自激振动简化模型,即理想的质量-弹簧-带摩擦自激振动系统模型,模拟具有单个车轮模态的车轮通过曲线钢轨时的轮轨间滑动引起的自激振动,阐述了轮轨接触区自激振动的产生机理及控制原理。(6)基于轮轨结构动力学特性预测模型、有轨电车曲线通过动力学仿真预测模型、轮轨滚动摩擦模型和轮轨滚动接触模型,在时域、频域分别建立了轮轨接触曲线啸叫预测模型。基于时域分析模型研究时域轮轨接触自激振动响应的演变过程及啸叫噪声,基于频域分析模型研究轮轨接触自激振动回路的稳定性,分析易于发生啸叫的车轮模态。以曲线啸叫现场试验结果对时域、频域中轮轨接触曲线啸叫预测分析模型进行修正,并验证了修正后模型的有效性。(7)基于轮轨接触曲线啸叫预测模型,对曲线啸叫的影响因素进行参数调查,调查的参数包括稳态轮轨蠕滑率、轮轨摩擦特性、轮轨接触点、车轮阻尼特性、轨道阻尼及轨道结构刚度,并以此明确了影响曲线啸叫产生的关键因素。调查发现轮轨摩擦特性、轮轨阻尼、轨道结构刚度、轮轨接触点均对轮轨接触自激振动响应及车轮辐射的啸叫噪声影响显著,并针对各关键影响参数提出对应的啸叫噪声控制措施。