一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层制造技术

本发明专利技术公开了一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，由周期性单元阵列拓扑而成，所述周期性单元包括自上而下设置的穿孔板、第一框架、柔性薄膜、第二框架和柔性底板。所述柔性薄膜上设有非线性阻尼元件，阻尼元件内部非阻塞性填充有固体颗粒、液体或其混合媒质。柔性底板与车厢基体面板相连。本发明专利技术装置不仅可有效抑制结构振动与声辐射，而且由于其内部颗粒的运动规律呈现强烈的非线性效应，进一步与薄膜间耦合后将产生的非线性耦合共振，有效提高车厢隔声和吸声性能。同时，本发明专利技术可自适应贴附于各种类型列车车厢壁面的复杂曲面结构，且其阻带特性及隔声性能在特定范围内动态变化，呈现出一定的自适应特性，具有较好的工程应用前景。的工程应用前景。的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层


[0001]本专利技术涉及减振和隔声
，具体涉及一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层。

技术介绍

[0002]为缓解随城市化推进而不断攀升的交通运量需求，我国轨道交通运营里程不断增长，列车投入运营量激增，其车内噪声问题日益突出。由于高速列车壳体主要为轻质、薄壁的夹层板结构，其在复杂声振荷载下极易产生以低阶模态为主的受迫振动，进而向舱内辐射低频噪声，不仅影响乘客的舒适度，还可能导致内部电子仪表、机械传动装置等器件精度降低、使用寿命减少等，严重威胁列车运行安全。因此，亟需研发新型减振降噪材料，控制列车车内噪声。
[0003]为降低高速列车车厢内噪声，专利文献CN113665607A公布了一种高速列车减小空气阻力和降低车内噪声的仿生外表面结构，通过在仿生鸟类羽毛上表层的外壁上设置类羽毛状结构的有序凸起和凹坑，利用此凸起和凹坑改变列车车厢外壁面的空气流场结构，实现高速列车行进过程的减阻降噪。然而，该结构仅能降低气动噪声，对轮轨噪声、辅助设备噪声等无任何作用，因此实际效果有限。专利文献CN113548069A公布一种具有全频段降噪功能的列车车厢用降噪内饰板，通过组合隔板、吸音板和缓冲垫实现减振降噪。然而，该装置采用的传统吸隔声板中低频吸隔声性能不足，最终降噪效果不佳。此外，不同列车车厢内噪声频谱特性存在一定差异，上述装置一旦加工成型，其声学性能便固定，难以满足不同降噪场景需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种适用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，可兼顾结构轻质、薄层的同时，有效提高列车车厢低频减振降噪性能。此外，还可根据不同列车噪声特点，可快速调控其降噪性能。
[0005]本专利技术的技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，由若干周期性单元阵列拓扑而成；一周期性单元包括自上而下设置的穿孔板、第一框架、柔性薄膜、第二框架和柔性底板，所述柔性薄膜上设有非线性阻尼元件，所述的第一框架、第二框架结构相同，所述柔性底板与列车车厢基体面板相连。进一步地，所述非线性阻尼元件呈圆柱体、长方体或棱柱体；其内部非阻塞性填充有固体颗粒、液体或固液混合媒质。
[0006]进一步地，可通过调整不同周期性单元内包括固相或液相媒质的填充率、颗粒粒径、液体粘度在内的非线性阻尼元件参数。定向调控声学覆盖层声学性能。
[0007]进一步地，第一框架、第二框架形状结构相同，所述第一框架、第二框架为圆形、三角形、矩形或六边形，使得周期性单元的形状呈对应的圆形、三角形、矩形或六边形。
[0008]进一步地，在每个周期性单元中，穿孔板开有1～5个小孔，所述的小孔的孔径为
1mm～5mm，孔间距大于20mm。进一步地，所述的柔性薄膜的材料为涤纶树脂、热可塑性聚氨酯或尼龙。
[0009]进一步地，所述的柔性薄膜的厚度为0.1mm～0.4mm。
[0010]进一步地，所述柔性底板的材料为乙烯醋酸乙烯酯共聚物。
[0011]进一步地，所述柔性底板的厚度为2mm~10mm。
[0012]进一步地，所述柔性底板与车厢基体面板相连的一面还设有离型纸。
[0013]本专利技术的有益效果：（1）不同于传统阻尼材料和隔声结构的简单组合，本专利技术装置引入非阻塞性颗粒阻尼，不仅可有效抑制结构振动与声辐射，而且由于其内部颗粒的运动规律呈现强烈的非线性效应，进一步与薄膜间耦合后将产生的非线性耦合，可极大丰富薄膜局部共振模态，拓宽结构低频隔声带宽。
[0014]（2）与传统被动型声学材料不同，非线性阻尼元件内部颗粒运动状态及其耗能特性随荷载变化而变化，因此，在实际时频特性变化的复杂荷载下，本专利技术装置的阻带特性及隔声性能将在特定范围内动态变化，呈现出一定的自适应特性，具有较好的工程应用前景。同时，颗粒阻尼的结构参数具有高度易调性，通过改变其内部颗粒粒径、数量等，可灵活调控结构阻带特性，适用于不同应用场景。
[0015]（3）本装置采用柔性底板作为贴附层，可自适应贴附于各种类型列车车厢壁面的复杂曲面结构，从而解决硬质材料因无法与曲面结构完美拼合导致的漏声问题。同时，还可提供一定的阻尼和缓冲效果。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例中一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层整体结构示意图；图2为本专利技术实施例中一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层周期性单元剖面图；图3为本专利技术实施例中一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层和相同质量薄板贴附10mm厚铝合金板后的隔声量仿真计算结果；图4为本专利技术实施例中一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层吸声系数仿真计算结果；图中，1
‑
穿孔板，11
‑
小孔，2
‑
第一框架，3
‑
柔性薄膜，311
‑
固体颗粒，4
‑
第二框架，5
‑
柔性底板。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，由若干周期性单元阵列拓扑而成；其中，一周期性单元包括自上而下布置的穿孔板1、第
一框架2、柔性薄膜3、第二框架4和柔性底板5。所述柔性薄膜3上设有非线性阻尼元件31；所述的第一框架2、第二框架4的结构相同，即采用的隔板壁厚相同；所述柔性底板5与车厢基体面板相连。 所述穿孔板1开有若干小孔11。
[0019]进一步地，所述周期性单元的形状包括但不限于设计为圆形、三角形、矩形、六边形，优选为六边形。
[0020]进一步地，所述非线性阻尼元件31的形状包括但不限于呈圆柱体、长方体或棱柱体；其内部非阻塞性填充（未充满）有固体颗粒、液体或固液混合媒质。可通过调整不同周期性单元内所述非线性阻尼元件参数（包括固相或液相媒质的填充率、颗粒粒径、液体粘度等）定向调控声学覆盖层声学性能。
[0021]进一步地，所述穿孔板1开有若干小孔11具体为：在每个周期性单元中，所述穿孔板的穿孔数量为1～5个，所述的穿孔的孔径为1mm～5mm，孔间距大于20mm。车厢内部噪声可通过其表面穿孔处进入到结构内部，并通过局域共振被消耗，从而进一步改善车内声环境。
[0022]进一步地，所述的柔性薄膜3的材料为涤纶树脂、热可塑性聚氨酯或尼龙，厚度为0.1mm～0.4mm。
[0023]进一步地，所述柔性底板5的材料为乙烯醋酸乙烯酯共聚物，其厚度可设计为2mm~10mm。
[0024]本专利技术提出的用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层的主要原理如下：在列车运行过程中，轮轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，其特征在于，由若干周期性单元阵列拓扑而成；周期性单元包括自上而下设置的穿孔板、第一框架、柔性薄膜、第二框架和柔性底板，所述柔性薄膜上设有非线性阻尼元件，所述的第一框架、第二框架结构相同，所述柔性底板与列车车厢基体面板相连。2.根据权利要求1所述的用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，其特征在于，所述非线性阻尼元件呈圆柱体、长方体或棱柱体；其内部非阻塞性填充有固体颗粒、液体或固液混合媒质。3.根据权利要求1或2所述的用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，其特征在于，可通过调整不同周期性单元内包括固相或液相媒质的填充率、颗粒粒径、液体粘度在内的非线性阻尼元件参数，定向调控声学覆盖层声学性能。4.根据权利要求1所述的用于列车车厢减振降噪的可调式声学覆盖层，其特征在于，第一框架、第二框架形状结构相同，所述第一框架、第二框架为圆形、三角形、矩形或六边形，使得周期性单元的形状呈对...

【专利技术属性】
技术研发人员：林秦豪，施钧辉，张劲，唐昆，王少波，高大，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：