城市轨道交通因其环境友好、高效便捷和安全舒适等优点得以快速发展,但与此同时引发的系列轮轨问题困扰着人们,尤其是钢轨波磨问题。钢轨波磨带来了振动、噪声和部件损坏等许多负面影响,亟需得到解决。钢轨打磨虽然是一种可靠的方法但是比较被动,因此在波磨未发生之前找到抑制其发生的办法,具有一定的现实意义。鉴于地铁线路上曲线路段较多且牵引制动频繁更容易引发钢轨波磨,本文以地铁小半径曲线钢轨波磨为研究对象,基于摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论方法,利用ABAQUS软件建立车轮-轨道系统有限元模型进行复特征值分析和瞬时动态分析,尝试从轮对结构和安装减振器出发,探索消除或抑制波磨的方法;从扣件模拟方式出发,探索模型的优化。本文主要研究内容及成果如下:（1）以双S型辐板车轮为研究对象,并根据辐板弯曲方向的不同分为正双S辐板和反双S辐板,建立相应的地铁小半径曲线普通短轨枕轨道轮轨系统有限元模型,将辐板弯曲方向、弯曲程度和辐板厚度作为影响因子,利用复特征值法从频域层面探讨它们对钢轨波磨的影响。建立单S型辐板车轮和直型辐板车轮模型作为对照组,验证模型的正确性和有效性。结果表明,正双S型辐板车轮是一种无波磨车轮,且弯曲程度和辐板厚度对波磨无明显影响;而反双S型辐板车轮容易引起钢轨波磨,且辐板弯曲程度越大,越容易引起轮轨系统发生摩擦自激振动。此外,针对无波磨的正双S辐板车轮,建立轮轨系统瞬时动态模型,以获得车轮运动过程中轮轨系统的动力响应。计算结果发现内外轨的垂向振动加速度和接触法向力变化情况接近,因此从时域层面对正双S型辐板无波磨实现了双重验证。这项研究将有助于铁路车轮设计工程师,为其在车轮设计选型时提供指导意见。（2）从安装减振器的角度出发,建立了两种包含钢轨减振器的普通短轨枕轨道轮轨系统有限元模型,并分别命名为质量块式减振器和分层式减振器。两种减振器均由阻尼层和刚性层构成,主要不同之处在于阻尼层的模拟方式。在小半径曲线的工况下,通过复特征值分析研究两种减振器的波磨抑制效果,并着重探讨阻尼层在其中发挥的作用,利用回归预测算法寻找阻尼层材料属性对波磨的临界作用值。结果表明在阻尼层适当选材的情况下两种减振器对波磨均有一定的抑制效果。特别地,对分层式减振器来说,其对波磨的抑制效果随着阻尼层弹性模量E的降低而增强,根据回归模型,预测到当E降到40 MPa以下时,抑制了系统的一阶不稳定振动;当E继续降到26.15MPa时,摩擦自激振动将被完全抑制,即此时钢轨波磨被消除。这项研究可以为钢轨减振器的设计和安装提供一定参考。（3）建立小半径曲线整体轨道板式轨道轮轨系统有限元模型,从模型优化的思路出发,考虑到钢轨扣件模拟方式的不同,建立传统的弹簧阻尼式扣件模型和新型轨下垫板扣件模型,使用复特征值法计算相应的摩擦自激振动频率。同时,将普通短轨枕轨道作为对照组,比较分析两种轨道模型对波磨预测的影响。结果发现,以弹簧阻尼单元模拟扣件的两种轨道类型均得到了500 Hz左右的波磨预测结果,而以轨下垫板模拟扣件的整体轨道板式轨道模型预测的波磨频率为239.98 Hz,更接近实测频率333Hz,实现了波磨预测模型的优化。