一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途，包括并行铺设的两条轨道以及间隔设置于所述轨道下方的若干轨枕，两条轨道相对的一侧为内侧，两条轨道相背的一侧为外侧，所述轨道的内侧紧贴设置有若干主减振盒；所述主减振盒的内部分隔形成若干独立的填充腔，所述填充腔内填充有阻尼颗粒，同一所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径相同，至少部分所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径与其它所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径不同。本发明专利技术在主减振盒内部均设置安装隔板，设置合理颗粒填充布局，在不降低机械强度的同时内部填充阻尼颗粒，对轨道结构的垂向和横向均能起到一定的减振作用，实现减振效果最大化。大化。大化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途


[0001]本专利技术属于轨道减振降噪
，涉及一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途。

技术介绍

[0002]轨道交通是指车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。高速铁路系统、重载铁路系统、普通铁路系统和城市轨道交通系统在国民经济中扮演重要角色，虽然各自轨道结构组成各有特点，但在实际列车运行中，均会不同程度产生的振动噪音，不仅对轨道结构形成潜在的破坏作用，威胁列车安全运行，而且对轨道线延环境形成振动及噪音污染。针对轨道交通振动噪声控制问题，大量研究结果表明，轨道交通的振动源主要来自列车与结构的动态相互作用、车辆动力系统振动、轨道结构振动和轮轨不平顺等因素，而噪声源主要来自轮轨噪声、车辆动力设备噪声和车辆运行时的空气动力噪声等。控制振源与声源是降低轨道交通振动噪声最根本的方法，但从实际情况出发，这项工作难度较大，故改善轨道结构振动和被动降噪的方法成为轨道工程振动与噪声控制主要措施。现有轨道减振措施中，以减小轨道刚度实现减振的措施应用最为广泛，效果也最为显著。但此方法会使得轨道结构振动位移增大，诱发轨道波磨，导致列车通过时的冲击效应增加，减振效果大打折扣，同时还会造成扣件弹条断裂、轨道板开裂、轨道折断等病害的发生，安全性大打折扣，因此必须开发研制新型轨道减振技术及装置，减振的同时控制轨道结构的振动。<br/>[0003]综上考虑，颗粒阻尼减振降噪技术是完全可以满足不同轨道及轨道结构减振需求的。从前期轨道结构现场振动实测的分析结果可知，轨道结构的振动特性完全在颗粒阻尼的效果范围之内。颗粒阻尼技术通过阻尼器内部的颗粒碰撞来实现振动耗能，它具有使用频域范围广(0～6000Hz)、耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感等诸多优点。颗粒阻尼对于不同频域、振幅和冲击均有明显减振效果，这一点与不同轨道及轨道结构的振动特性相符。目前，已有多家科研院所及企业开展颗粒阻尼技术在轨道结构减振中的应用研究工作。
[0004]CN105908581B公开了一种用于降低轨道振动噪声的复合颗粒阻尼器，其方案是：一种用于降低轨道振动噪声的复合颗粒阻尼器，包括对称设置在轨道轨腰的两侧的两个复合颗粒阻尼器组件，复合颗粒阻尼器组件包括弹性阻尼层和颗粒阻尼器，弹性阻尼层贴合于轨腰，颗粒阻尼器贴合在弹性阻尼层上，包括颗粒阻尼容器和位于颗粒阻尼容器内的颗粒阻尼材料。
[0005]CN211312022U公开了一种基于粒子阻尼的轨道线路减振扣件，提供了一种基于粒子阻尼的轨道线路减振扣件，包括阻尼器和压紧组件，阻尼器贴合于轨道腰部，压紧组件可拆卸连接于轨枕，并抵接于阻尼器，其中阻尼器包括由单腔室或多腔室组成的阻尼外壳、内置于阻尼外壳的阻尼粒子以及贴合于阻尼外壳外表面的弹性隔振层。
[0006]CN211057515U公开了一种轨道阻尼器，该阻尼器包括多个空腔结构，其空腔结构内设有流动性填充物，空腔结构及离散颗粒共同构成阻尼器，该阻尼器一方面通过动力吸振器原理吸收轨道振动，另一方面通过颗粒阻尼原理吸收轨道振动。由于颗粒阻尼的存在，可以提高轨道阻尼器的吸振效率和吸振频宽，产生更好的吸振效果。
[0007]CN112095369A公开了一种轨道动力阻尼复合吸振器及其制造方法，该专利技术提供了一种轨道动力阻尼复合吸振器及其制造方法，复合吸振器与轨道连接，复合吸振器设置在任意相邻的两个轨枕之间，复合吸振器包括减振件和固定装置，减振件设置在固定装置中，且减振件与固定装置之间形成容纳空间，轨道的轨底以及至少部分轨腰被设置在容纳空间中；减振件包括动力吸振器和颗粒阻尼器；本专利技术所述的轨道动力阻尼复合吸振器及其制造方法，通过对轨道的轨底以及至少部分轨腰进行包裹，并将减振件的动力吸振器、颗粒阻尼器结合为一体，共同形成复合吸振器，既利用了动力吸振器有效抑制共振的优点，又利用了颗粒阻尼吸振器附加质量小和宽频减振效果好的优点，能够有效地对轨道的振动，以及所产生的辐射噪声进行抑制以及衰减。
[0008]轮轨相互作用力是轨道结构振动的源头，因此，直接对轨道加装阻尼装置在一定程度上可以起到减振的作用，而上述已经公开的几种轨道及轨道结构减振方案均为直接在轨道上安装阻尼装置，可从源头进行减振，理论上可行，但是实际使用效果有限。
[0009]目前，无论是无砟轨道结构还是有砟轨道结构，其轨道主要结构均为两条轨道独立通过扣件系统分别固定安装在轨道板或轨枕上，再固定安装于轨道基础结构之上，现有轨道结构的减振措施多集中于扣件、轨道板、轨枕和轨下基础，以降低轨道结构刚度来实现减振目的。而已经公开的几种颗粒阻尼减振装置直接安装在轨道上，虽然没有降低轨道结构刚度，但其减振作用机理仍然是基于传统轨道结构动力学分析模型，效果有限。因此，亟需构建适用于新型轨道减振方法的轨道结构动力学分析模型，并基于该模型提出轨道结构颗粒阻尼减振降噪装置及其设计方法。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途，对中空结构进行合理布局及空间划分，并在主减振盒内部均设置安装隔板，设置合理颗粒填充布局，在不降低机械强度的同时内部填充阻尼颗粒，对轨道结构的垂向和横向均能起到一定的减振作用，实现减振效果最大化。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供了一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，所述轨道减振降噪装置包括并行铺设的两条轨道以及间隔设置于所述轨道下方的若干轨枕，两条轨道相对的一侧为内侧，两条轨道相背的一侧为外侧，所述轨道的内侧紧贴设置有若干主减振盒。
[0013]所述主减振盒的内部分隔形成若干独立的填充腔，所述填充腔内填充有阻尼颗粒，同一所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径相同，至少部分所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径与其它所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径不同。
[0014]本专利技术提供的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，是在轨道结构动力学分析模型及理论研究的基础上提出的，主减振盒布置于两条轨道之间，与两条轨道的轨腰内侧紧密贴合，并充分利用两条轨道之间的空间达到减振降噪的目的。主减振盒为中空结构，对中空
结构进行合理布局及空间划分，并在主减振盒内部均设置安装隔板，设置合理颗粒填充布局，在不降低机械强度的同时内部填充阻尼颗粒，对轨道结构的垂向和横向均能起到一定的减振作用，实现减振效果最大化。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，两条轨道的内侧对称设置有结构相同的第一主减振盒和第二主减振盒，所述第一主减振盒和第二主减振盒之间设置有紧固装置，所述紧固装置的两端分别抵住第一主减振盒和第二主减振盒，使得所述第一主减振盒和第二主减振盒分别紧贴两条轨道的内侧。
[0016]优选地，所述轨枕上方设置有固定支撑架，所述主减振盒底部和副减振盒底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，所述轨道减振降噪装置包括并行铺设的两条轨道以及间隔设置于所述轨道下方的若干轨枕，其特征在于，两条轨道相对的一侧为内侧，两条轨道相背的一侧为外侧，所述轨道的内侧紧贴设置有若干主减振盒；所述主减振盒的内部分隔形成若干独立的填充腔，所述填充腔内填充有阻尼颗粒，同一所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径相同，至少部分所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径与其它所述填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径不同。2.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，其特征在于，两条轨道的内侧对称设置有结构相同的第一主减振盒和第二主减振盒，所述第一主减振盒和第二主减振盒之间设置有紧固装置，所述紧固装置的两端分别抵住第一主减振盒和第二主减振盒，使得所述第一主减振盒和第二主减振盒分别紧贴两条轨道的内侧；优选地，所述轨枕上方设置有固定支撑架，所述主减振盒底部和副减振盒底部分别通过紧固螺栓固定于所述固定支撑架表面；优选地，所述轨道的外侧紧贴设置有若干副减振盒，所述主减振盒和所述副减振盒相对设置，所述主减振盒和副减振盒的底面均固定于所述轨枕表面；优选地，所述副减振盒的内部分隔形成若干独立的填充腔，所述填充腔内填充有阻尼颗粒。3.根据权利要求1或2所述的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，其特征在于，所述阻尼颗粒的材质为金属或非金属；优选地，所述阻尼颗粒的材质为金属，进一步优选为铁；优选地，阻尼颗粒的表面摩擦因子为0.5～0.99；优选地，所述阻尼颗粒的表面恢复系数为0.5～1；优选地，所述主减振盒内的阻尼颗粒的填充率为93～98％；优选地，所述副减振盒内的阻尼颗粒的填充率为95～99％。4.根据权利要求1
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3任一项所述的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，其特征在于，所述主减振盒内部设置有若干主减振隔板，所述主减振隔板横纵交错设置将所述主减振盒内分割为矩阵排布的若干主减振填充腔，各个所述主减振填充腔在竖直方向上分为至少两层，同一层主减振填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径相同，相邻两层主减振填充腔内填充的阻尼颗粒的粒径不同；优选地，所述阻尼颗粒分为大粒径颗粒和小粒径颗粒两种粒径规格，所述大粒径颗粒的粒径大于所述小粒径颗粒的粒径；优选地，所述主减振盒内分隔由上至下分隔为第一主减振填充腔层和第二主减振填充腔层，所述第一主减振填充腔层内的各主减振填充腔中填充有所述大粒径颗粒，所述第二主减振填充腔层内的各主减振填充腔中填充有所述小粒径颗粒；或者，所述第一主减振填充腔层内的各主减振填充腔中填充有所述小粒径颗粒，所述第二主减振填充腔层内的各主减振填充腔中填充有所述大粒径颗粒；优选地，所述大粒径颗粒的粒径为2.5～4mm；优选地，所述小粒径颗粒的粒径为1～2.5mm；优选地，所述大粒径颗粒与所述小粒径颗粒的填充重量比为1/6～1/4。5.根据权利要求1
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4任一项所述的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，其特征在于，所
述副减振盒内部设置有若干副减振隔板，所述副减振隔板横纵交错设置将所述副减振盒内分割为矩阵排布的若干副减振填充腔，各个所述副减振填充腔内独立填充所述小粒径颗粒；优选地，所述小粒径颗粒的粒径为1～2.5mm。6.根据权利要求1
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5任一项所述的基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置，其特征在于，所述主减振盒和副减振盒的壳壁上设置有通气螺栓，所述通气螺栓用于排出主减振盒和副减振盒内的气体并阻止其它物体进入；优选地，所述主减振盒和副减振盒的壳壁上开设通气口，所述通气螺栓插入所述通气口内并与所述主减振盒和副减振盒的内腔连通；优选地，所述通气螺栓沿轴向开设贯通所述通气螺栓的通槽，所述通槽中由外到内依次填充有外疏水材料和内疏水材料；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：高扬，段东平，张晓冬，任玉枝，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：