一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置及系统，由声学黑洞聚集装置、橡胶包覆层、空心钢柱和若干金属传动杆组成，由空心钢柱和橡胶包覆层组成动力吸振器，基于声学黑洞聚集装置的声学黑洞能量聚集效应，将钢轨振动的能量聚集，从而放大受控点振幅，通过金属传动杆连接声学黑洞聚集装置和动力吸振器，将声学黑洞聚集装置收集的钢轨振动通过金属传动杆传导至动力吸振器上，从而增强了动力吸振器的谐振效果，起到降低钢轨振动的效果，进而提高钢轨动力吸振器的振动抑制效果。进而提高钢轨动力吸振器的振动抑制效果。进而提高钢轨动力吸振器的振动抑制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置及系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置及系统。

技术介绍

[0002]随着列车运行速度的提高，高速列车与轨道结构的动态相互作用显著加剧，轨道结构的振动问题日益突出，直接影响轨道结构的健康状况和使用寿命，以及列车运行的安全性及舒适性。此外，钢轨振动会向外辐射噪声，引发噪声污染问题，因而抑制钢轨的振动噪声辐射是降低轮轨滚动噪声以及提升轨道结构服役性能的一个关键步骤。
[0003]目前在一些已经建成的铁路线路上主要采用钢轨动力吸振器来抑制钢轨的振动，进而达到降低其噪声辐射的目的。动力吸振器，又称为调谐质量阻尼器，主要是由金属质量块和橡胶结构构成。将动力吸振器与钢轨粘贴在一起，通过调节动力吸振器结构的参数使其同主振动结构发生谐振从而降低主振动结构的振动。但是，常用的钢轨动力吸振器的振动抑制效果与金属质量块的质量成正比，选用过大质量的金属块不仅不利于安装，且对钢轨自身的安全性也有着不利影响。此外，现有的钢轨动力吸振器的振动抑制效果不佳，大多数产品只能抑制单频或窄频的振动。
[0004]因此，亟需一种钢轨动力吸振装置，从而解决钢轨动力吸振器的振动抑制效果差的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置及系统，以提高钢轨动力吸振器的振动抑制效果。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术一实施例提供一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，包括：多声学黑洞聚集装置、橡胶包覆层、空心钢柱和若干金属传动杆；
[0007]所述多声学黑洞聚集装置由若干个声学黑洞板合围而成；
[0008]所述橡胶包覆层设置于所述空心钢柱的外表面；
[0009]所述多声学黑洞聚集装置的内部设置有一腔体，所述空心钢柱位于所述多声学黑洞聚集装置内部腔体的正中央；
[0010]所述金属传动杆的一端与每个所述声学黑洞板的结构厚度最小处，所述金属传动杆的另一端与所述空心钢柱连接。
[0011]作为上述方案的改进，还包括：粘弹性阻尼材料和泡沫塑料；其中，所由所述粘弹性阻尼材料设置于所述多声学黑洞聚集装置的外表面；所述多声学黑洞聚集装置与所述空心钢柱之间填充有泡沫塑料。
[0012]作为上述方案的改进，所述多声学黑洞聚集装置由四个声学黑洞板组成，并通过四根金属传动杆与所述空心钢柱连接。
[0013]作为上述方案的改进，所述粘弹性阻尼材料为二甲基硅橡胶。
[0014]作为上述方案的改进，所述声学黑洞板的均质厚度为2mm，黑洞半径为7mm，残余厚度为0.2mm，所述空心钢柱厚度为0.5mm，橡胶包覆层厚度为0.2mm。
[0015]作为上述方案的改进，还包括：外部验证装置，装置包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时验证本专利技术所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置的可行性。
[0016]所述计算机程序，包括：
[0017]根据历史的模型参数，在有限元软件中构建与所述基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置对应的三维有限元模型；
[0018]利用上述有限元软件中的稳态
‑
频域模块，对所述三维有限元模型进行计算，获得所述三维有限元模型在外荷载作用下受迫振动状态的质量矩阵与刚度矩阵；
[0019]将所述质量矩阵和刚度矩阵，代入预设的频谱计算公式进行求解，获得所述三维有限元模型的能量比的频谱；其中，所述预设的频谱计算公式，具体为：
[0020][0021]式中，K为刚度矩阵，M为质量矩阵，i为虚数单位，ω为圆频率，F为外荷载，u为速度响应，Γ为能量比，为三维有限元模型的速度响应方根，为原始速度响应方根。
[0022]相应的，本专利技术一实施例还提供了一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振系统，包括：若干基于声学黑洞能量聚集响应的吸振装置和铁轨；其中，若干所述基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置和铁轨分别对称设置于所述铁轨的两侧；以及所述基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置应用如本专利技术所述的基于声学黑洞聚集效应的吸振装置。
[0023]由上可见，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供了一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，由声学黑洞聚集装置、橡胶包覆层、空心钢柱和若干金属传动杆组成，由空心钢柱和橡胶包覆层组成动力吸振器，基于声学黑洞聚集装置的声学黑洞能量聚集效应，将钢轨振动的能量聚集，从而放大受控点振幅，通过金属传动杆连接声学黑洞聚集装置和动力吸振器，将声学黑洞聚集装置收集的钢轨振动通过金属传动杆传导至动力吸振器上，从而增强了动力吸振器的谐振效果，起到降低钢轨振动的效果，进而提高钢轨动力吸振器的振动抑制效果。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一实施例提供的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术一实施例提供的声学黑洞板的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术一实施例提供的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置的三维模型结构示意图；
[0028]图4是本专利技术一实施例提供的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置的三维有限元模型结构示意图；
[0029]图5是本专利技术一实施例提供的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置的能量聚集
效应效果图；
[0030]图6是本专利技术一实施例提供的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]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作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。
[0032]实施例一
[0033]参见图1，图1是本专利技术一实施例提供的一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，包括：多声学黑洞聚集装置101、橡胶包覆层102、空心钢柱103和若干金属传动杆104；
[0034]所述多声学黑洞聚集装置101由若干个声学黑洞板合围而成；
[0035]所述橡胶包覆层102设置于所述空心钢柱103的外表面；
[0036]所述多声学黑洞聚集装置101的内部设置有一腔体，所述空心钢柱103位于多声学黑洞聚集装置101内部腔体的正中央；
[0037]所述金属传动杆104的一端与每个所述声学黑洞板的结构厚度最小处，所述金属传动杆104的另一端与所述空心钢柱103连接。
[0038]作为上述方案的改进，还包括：粘弹性阻尼材料105和泡沫塑料106；其中，所由所述粘弹性阻尼材料105设置于所述多声学黑洞聚集装置101的外表面；所述多声学黑洞聚集装置101与所述空心钢柱103之间填充有泡沫塑料。
[0039]作为上述方案的改进，所述多声学黑洞聚集装置10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征在于，包括：多声学黑洞聚集装置、橡胶包覆层、空心钢柱和若干金属传动杆；所述多声学黑洞聚集装置由若干个声学黑洞板合围而成；所述橡胶包覆层设置于所述空心钢柱的外表面；所述多声学黑洞聚集装置的内部设置有一腔体，所述空心钢柱位于所述多声学黑洞聚集装置内部腔体的正中央；所述金属传动杆的一端与每个所述声学黑洞板的结构厚度最小处，所述金属传动杆的另一端与所述空心钢柱连接。2.根据权利要求1所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征在于，还包括：粘弹性阻尼材料和泡沫塑料；其中，所由所述粘弹性阻尼材料设置于所述多声学黑洞聚集装置的外表面；所述多声学黑洞聚集装置与所述空心钢柱之间填充有泡沫塑料。3.根据权利要求1所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征在于，所述多声学黑洞聚集装置由四个声学黑洞板组成，并通过四根金属传动杆与所述空心钢柱连接。4.根据权利要求2所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征在于，所述粘弹性阻尼材料为二甲基硅橡胶。5.根据权利要求3所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征在于，所述声学黑洞板的均质厚度为2mm，黑洞半径为7mm，残余厚度为0.2mm，所述空心钢柱厚度为0.5mm，橡胶包覆层厚度为0.2mm。6.根据权利要求1所述的基于声学黑洞能量聚集效应的吸振装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮莹，冯剑冰，黄德亮，党红玲，罗信伟，黄文新，张标，温寿辉，黄国庆，张长生，王岭，李平，刘文武，尹华拓，刘堂辉，祝朋玮，赖晨翔，王明昃，赵晨，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：