张立国

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111）

车轮踏面的不圆顺，以及其与钢轨间的相互激励，使其成为铁路噪声的主要噪声贡献者之一[1–2]。并且，随着列车车速的提高以及运营里程的增加，车轮的磨耗加剧，踏面不圆顺程度加深，轮轨噪声加大，从而使得列车内、外的声场环境更加恶化，严重制约着我国高速铁路的可持续发展以及“走出去”战略的实施。

车轮踏面不圆顺主要包括局部缺陷、扁疤、剥落、脱落、踏面突起、多边形化以及非周期性不圆顺[3]。目前，对于车轮踏面不圆顺的研究大多集中在对其产生与发展机理的分析和预测上[4–5]，而对其产生的影响作定量的研究还较少[6–7]。近年来，有限元与边界元相结合来计算振动声辐射的方法日趋成熟，已得到越来越广泛的使用[8–9]，本文也借鉴该方法，通过数值模拟研究了车轮踏面不圆顺对于车轮在300 km/h运行状态下声辐射特性的影响。

1 车轮踏面不圆顺检测

轮径差，指的是车轮旋转一周，所测得的最大半径与最小半径之差，轮径差越大，往往代表了车轮踏面的磨损越严重，容易造成车辆运行更加的不平稳[10]，也往往成为了工程中预测和分析车轮振动噪声的常用指标之一。

事实上，车轮踏面不圆顺是由不同波长段的粗糙度组合而成的，而且每个波长的粗糙度级大小也不尽相同。然而，轮径差这一指标过于单一，无法将车轮踏面在各个波长下的不平顺分布详细地表达出来，也就无法与车轮的声辐射特性有效地联系起来，因此仅仅以轮径差这一指标来预测车轮的声辐射水平有失科学性。……