[發明專利]一種基于聲子晶體的高速鐵路列車車輪吸振器

有效

• 申請號: 201810387051.2
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108859594B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 馮青松;楊舟;辛偉
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B60B17/00
• 分類號: B60B17/00
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

本發明的目的在于提供一種基于聲子晶體的高速鐵路列車車輪吸振器，它包括：它包括上蓋板、下蓋板、“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件，以及位于上蓋板、下蓋板和“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件組成的空間內設置的Bragger型聲子晶體吸振組件。本發明整體結構簡單、制造方便，對高速鐵路列車車輪在中高頻域內有良好的減振降噪效果，對工作環境的要求較低，可以用于降低高速鐵路列車車輪的噪聲，改善高速鐵路列車車輪的噪聲、振動特性，改善工人工作環境等。

技術領域

本發明涉及的是一種吸振器，屬于振動降噪技術領域，具體涉及一種基于聲子晶體的高速鐵路列車車輪吸振器。

背景技術

在現有振動控制措施中，振動隔離是應用最廣泛的一項技術，同時必須指出振動并不能完全消失，只能通過像振動隔離這種技術對振動進行削弱，直至振動的效應處在我們允許的范圍內。

聲子晶體是由兩種或兩種以上彈性介質按不同晶格周期列復合的材料。在聲子晶體中，密度和彈性常數不同的材料按結構周期性復合在一起，相互不連通的材料稱為散射體，連通為一體的材料稱為基體。聲子晶體最重要的一個特性就是帶隙特性：彈性波在聲子晶體中傳播時，受其內部周期結構的作用，形成特殊的色散關系即能帶結構，色散關系曲線之間的頻率范圍稱為帶隙，在這個頻率范圍內彈性波無法傳播。利用其帶隙性質，可設計出全新隔振、降噪材料，所以聲子晶體在工程領域有著廣泛的應用前景。

聲子晶體理想周期結構的破壞稱為缺陷。缺陷按其維數一般可分為點缺陷、線缺陷和面缺陷。一維聲子晶體的缺陷主要由層狀周期結構中局部結構周期性的改變形成的，比如在完整的一維聲子晶體結構中移除任意位置的散射體，從而組成“點缺陷”結構，將振動局域在這一點。當聲子晶體中存在缺陷時，其帶隙內將產生所謂的缺陷態，帶隙內的彈性波只能被局域在缺陷處或沿缺陷傳播。缺陷態的存在會對聲子晶體的帶隙特性產生重要的影響。利用其缺陷態特性，可進一步優化設計聲子晶體結構，從而設計出隔振效果更好的結構。

發明內容

本發明的目的在于提供降低中高頻域內振動的一種基于聲子晶體的高速鐵路列車車輪吸振器。

具體而言，本發明提供一種基于聲子晶體的高速鐵路列車車輪吸振器，其特征在于：它包括上蓋板、下蓋板、“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件，以及位于上蓋板、下蓋板和“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件組成的空間內設置的Bragger型聲子晶體吸振組件。

進一步地，其特征在于：上蓋板、下蓋板為尺寸一致的長方體，長、寬、高依次為150—300mm、150—300mm、15—30mm。

進一步地，其特征在于：“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件包括方形套筒和多個散射體，方形套筒長、寬、高依次為150—300mm、150—300mm、250—400mm。

進一步地，其特征在于：“點缺陷”局域化聲子晶體散射體、布拉格散射型聲子晶體散射體由鋁材料制成。

進一步地，其特征在于：方形套筒、Bragger型聲子晶體吸振組件基體均由環氧樹脂制成

進一步地，其特征在于：通過在方形套筒上的完整聲子晶體周期結構中移除任意位置的散射體來引入“點缺陷”，組成“點缺陷”局域化聲子晶體吸振組件。

進一步地，其特征在于：上蓋板和下蓋板上均加工有相同數量的螺紋孔，方形套筒上加工有與上、下蓋板螺紋孔相匹配的螺紋孔。

進一步地，其特征在于：隔振墊層通過振動傳遞桿串聯在一起，振動傳遞桿固定在上蓋板、下蓋板上的螺紋孔中，隔振墊層嵌入緩沖層的凹槽里，Bragger型聲子晶體吸振組件周期均布在隔振墊層上，緩沖層通過三角鋼固定在上、下蓋板上。

進一步地，其特征在于：振動傳遞桿為空心圓柱型，空心半徑為25mm—35mm，柱厚為5mm。