随着我国城市交通建设的快速发展,地铁给人们生活带来方便快捷的交通出行的同时,所引起的环境振动问题也日趋严重,逐渐受到社会各界的广泛关注。钢弹簧浮置板轨道是目前公认减振效果较好的轨道结构,在较宽频域范围内起到了良好的减振效果,但是现有的文献研究表明浮置板轨道在基频的振动放大现象仍有待解决。本文从非线性刚度和阻尼两个方面,把准零刚度结构和磁流变阻尼器引入到传统的钢弹簧浮置板轨道中,为提高钢弹簧浮置板轨道在低频的减振性能提供了一个值得尝试的途径。首先基于传统的钢弹簧浮置板轨道结构,设计了准零刚度浮置板轨道的基本型式,通过对单自由度模型的受力分析,确定准零刚度结构的参数对系统动力特性的影响;同时对磁流变阻尼器进行动力性能测试,根据测试结果对本文选取的动力学模型进行参数拟合,然后结合单自由度理论验证准零刚度和磁流变阻尼器的减振性能;最后建立地铁车辆—准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道垂向耦合动力学模型,仿真分析准零刚度结构和磁流变阻尼器的关键参数对轮轨安全性和轨道减振性能的影响。本文的主要研究成果和结论如下:(1)本文以经典的横向弹簧作为负刚度元件设计了一种准零刚度浮置板轨道结构型式,基于此结构型式分析了横向弹簧参数对结构的受力特性和系统力传递率的影响。当结构的位移范围一定时,准零刚度结构的承载能力和动刚度大小主要受到横向弹簧的水平长度比和刚度比的影响,单一地调节横向弹簧的水平长度和刚度值都能改变结构在平衡位置处的动刚度大小,但是水平长度或刚度值取值过大会造成系统在平衡位置的动刚度出现负值,使系统的幅频特性曲线出现跳跃频率,对系统的隔振性能造成不利影响。在单自由度系统中对比准零刚度浮置板轨道结构与传统钢弹簧浮置板轨道的力传递率,发现准零刚度结构能够扩大系统隔振范围,同时使系统力传递率也逐渐降低,但是动刚度的减小会使系统响应幅值增大。(2)分析磁流变阻尼器的试验测试结果,发现外接电流值能够调节磁流变阻尼器的出力大小。本文根据试验测试结果对修正的Dahl动力学模型进行参数拟合,取得了较好的拟合结果。分析磁流变阻尼浮置板轨道单自由度模型的力传递率,发现磁流变阻尼器的出力只对系统力传递率的幅值有影响,不改变结构的固有频率,而且通过半主动控制控制方法,可有效抑制黏性阻尼对高频振动的放大作用。将磁流变阻尼器与准零刚度结构两者结合,能取得降低系统固有频率和减小力传递率的双重效果。(3)综合轮轨安全性和轨道减振性两个方面,分析轮轨耦合系统随机振动仿真计算的结果,建议采用半主动控制策略调节磁流变阻尼器的最大出力,对于一般减振要求的钢弹簧浮置板轨道,为了使轨道结构在基频的减振效果能得到高效地提升,建议将磁流变阻尼器的最大出力控制在动态轮轨力时域幅值的1/10左右,同时防止磁流变阻尼器出力过大导致支点反力高频放大现象的出现,根据本文采用的改进bang-bang控制方法计算的结果,建议将磁流变阻尼器最大出力控制位移阈值取2mm。(4)根据准零刚度浮置板轨道单自由度模型非线性动力特性的分析结果和仿真分析准零刚度结构对轨道系统响应的影响,发现轨道结构的垂向位移会随着平衡位置动刚度值的减小而逐渐增大,在设计准零刚度钢弹簧浮置板轨道结构时,应充分考虑浮置板轨道结构空间大小,合理的匹配准零刚度结构的水平长度比和刚度比,尽可能地降低准零刚度结构在平衡位置处的动刚度值,在保证行车安全性的基础上,降低系统的固有频率,提高浮置板轨道的减振性能。