铁路运输网密度、运量和运输速度迅速增长导致一系列环境问题。这些问题之一是铁路环境噪声问题,它引起了人们的广泛关注。而目前铁路噪声的主要成份是轮轨噪声,它是将成为制约高速铁路和城市轨道交通发展的核心问题之一。本文的工作从研究轮轨振动入手,预测轮轨辐射噪声,从噪声源头考察降低噪声的可行性,是从根本上解决噪声问题的唯一方法。由于轮轨噪声问题涉及的学科领域非常广,其中牵涉的问题非常多,很多相关问题在世界范围内也还没有达到完全共识。为了满足我国轨道交通事业快速发展和国产化需求,本文对轮轨系统的振动-声辐射特性进行探索性的理论研究。论文的主要研究工作有:(1)以服役在我国线路上的车轮为研究对象,建立车轮三维实体有限元模型,详细分析了车轮的自由振动和频率响应特性;然后以振动响应的结果作为速度边界条件,利用声学边界元法计算车轮的辐射噪声。数值计算中,考虑了S型、直型和波浪型三种辐板型式车轮,比较了它们轮缘、名义滚动圆和车轮外侧三个接触点位置的振动-声辐射特性。结果表明,辐板型式和轮轨接触点位置对车轮声辐射具有较明显的影响。而且,不同辐板型式车轮在不同轮轨接触点位置下的声辐射特性也不相同。(2)根据我国实际轨道结构,建立轨道系统的三维实体有限元模型,包括钢轨、轨下垫层、轨枕和道床。分析比较了本文轨道实体模型与已有轨道简化模型的数值结果,发现本文模型的数值结果在高频部分更加合理。利用该模型,研究了轨道系统的振动响应特性,并讨论不同轨道结构参数对轨道系统振动响应特性的影响。(3)建立轮轨耦合系统三维边界元声辐射模型。考虑轮轨表面粗糙度激励和轮轨相互作用的影响,利用有限元-边界元相结合的方法,以有限元振动响应的结果作为速度边界条件,利用边界元法预测声辐射。与既有理论研究结果进行比较,验证了本文所建立的轮轨噪声模型的合理性。(4)讨论了不同轨道结构参数、轮轨表面粗糙度、接触刚度以及列车运行速度对轨道声辐射的影响,以探求从声源上降低噪声的可行性。