轨道扣件是轨道系统的重要组成部件,其将钢轨固定在轨道板上,阻止钢轨相对于轨道板的位移,并提供一定的弹性。扣件在长期运营服役过程中,受到恶劣自然条件和轨道车辆动载荷的作用,不可避免会发生松动的现象。当扣件发生松动时,车辆某些构件的振动特性也会发生一定程度的变化,这将对高速车辆运行平稳性和安全性产生巨大的影响。为了从轨道车辆的轮对振动响应信号中识别出轨道扣件松动状态的特征。基于有限元理论和多体动力学原理,联合ANSYS和SIMPACK建立了的车辆-轨道刚柔耦合模型,实现了在SIMPACK中设置扣件松动状态的功能。首先,在SIMPACK中建立了刚性体车辆模型以及车辆运行线路上的激励模型。其次,应用ANSYS建立了钢轨、轨道板离散模型并进行了子结构模态分析,生成可供SIMPACK应用的结果文件。最后,针对SIMPACK只能在两个刚体之间实现赫兹接触的缺点,在刚性车轮和柔性钢轨之间建立了一个无质量和转动惯量且不干扰轮轨作用的虚钢轨体,并根据力平衡和变形协调条件实现数据交换,从而实现了刚性车轮和柔性钢轨之间的耦合,建立了车辆-轨道刚柔耦合仿真模型。利用此车辆-轨道刚柔耦合模型,通过在SIMPACK中修改模拟扣件的力元相关参数的方法来模拟扣件不同程度松动的情况,共模拟了不松动,松动25%,松动50%,松动75%,全松动5个级别,并结合三种典型扣件松动工况,仿真出了200km/h车速下的轮对、车体的垂向振动加速度信号。根据仿真结果,最终选择相对变化较为明显的轮对垂向加速度进行后续分析。为了从轮对垂向振动信号特性识别出轨道扣件的松动情况,将希尔伯特黄变换应用到轮对振动信号的分析中。针对希尔伯特黄变换首步经验模态分解出的固有模式函数正交性不足的缺点,采用正交化经验模态分解的方法对各个固有模式函数进行正交化处理,使各固有模式函数之间能够严格正交,预防了能量的泄漏。基于此,应用相关性原理,剔除与原始信号相关性较差的固有模式分量。由于希尔伯特时频谱不能直观的反映出扣件不同程度的松动状态,对其进行量化处理,将信息熵的理论引入到希尔伯特时频谱处理中,对扣件不同程度松动状态下的三种典型工况的轮对垂向振动信号进行了对比分析,结果表明应用能量熵的方法能够实现对轨道扣件松动状态的识别。