随着私家车数量的急剧增加,导致了道路拥挤与环境污染等一系列问题,地铁由于其方便快捷,运输量大等优点得到了迅猛发展,地铁振动噪声问题越来越得到人们关注。在地铁运行的60~120km/h速度区间内,其主要噪声源为轮轨噪声,对于整个轮轨系统的辐射声功率中,在2000Hz以下频率范围,钢轨的辐射声功率占据主导,因此有必要对钢轨的振动噪声进行控制研究。本文针对一种新型的钢轨减振降噪结构,从共振吸声和共振吸振角度,对赫姆霍兹共振腔和动力吸振器的理论进行分析,明确结构的工作机理,对其减振降噪效果进行评价。具体内容如下:(1)对地铁轨道系统的减振降噪技术与共振结构的国内外研究现状进行了综述,论述了共振吸声和动力吸振器在轨道减振降噪领域应用的前景和研究方向。(2)基于有限元方法,考虑无砟板式轨道结构特点,建立了地铁无砟轨道振动分析模型,基于力锤敲击试验获得的钢轨频响函数,验证了钢轨振动模型的有效性。基于边界元方法,建立了地铁无砟轨道钢轨的声辐射预测模型,分析了钢轨轨头、轨腰和轨脚区域的振动声辐射特性和对整个钢轨的振动声辐射贡献,结果表明:在动态轮轨力作用下,钢轨声辐射的显著频带为315Hz~1200Hz,轨脚和轨头对钢轨振动声辐射贡献最为显著。(3)结合共振理论,通过仿真计算,对赫姆霍兹共振腔结构参数以及布置方式的影响进行了分析,为共振吸声结构的降噪分析提供理论依据。结果表明:当赫姆霍兹共振腔宽高比(径高比)在1附近变化时,方体腔体和柱体腔体比球体腔体好,方体腔体和柱体腔体区别不大;可以通过不同体积腔体并联降低多个频率噪声,采用相同体积腔体并联提高共振器消声量。(4)基于单腔共振的分析结果和钢轨振动声辐射模型,分析了钢轨轨腰和轨脚位置施加共振吸声结构对钢轨噪声的降低效果。结果表明:在钢轨轨脚位置施加共振吸声结构比在钢轨轨腰位置施加共振吸声结构更为有效,可降低标准场点(距离轨道中心线7.5m远、轨顶面1.2米高)的钢轨辐射噪声声压级总值3.4dB左右,主要降低400Hz以上频率范围内的噪声。(5)建立考虑动力吸振器的钢轨振动声辐射模型。采用固有模态法求解调谐220Hz与1020Hz频率的动力吸振器参数,分析了动力吸振器对钢轨振动噪声的控制效果,并将共振吸声结构与动力吸振器的插入损失进行叠加,探究综合考虑共振吸声结构和动力吸振器对钢轨噪声的影响。研究结果表明:动力吸振器对钢轨辐射噪声的降噪效果主要体现在160Hz~400Hz以及800Hz~1250Hz频带;综合考虑共振吸声和共振减振结构,在质量比为0.1情况下,可降低标准场点(距离轨道中心线7.5m远、轨顶面1.2米高)的钢轨辐射噪声声压级总值7.4dB。