[發(fā)明專利]一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010625017.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111851332A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周運(yùn)來(lái);劉林芽;崔巍濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E01F8/00
• 分類號(hào): E01F8/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障，它包括頂板、豎板、聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)和阻尼元件；所述豎板的內(nèi)表面設(shè)置有聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)，所述的聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)由黑洞區(qū)域和邊緣區(qū)域兩部分組成；所述黑洞區(qū)域?yàn)閺呢Q板內(nèi)側(cè)到外側(cè)的傾斜度逐漸變小的區(qū)域；所述的邊緣區(qū)域?yàn)楹诙磪^(qū)域以指數(shù)函數(shù)遞減的最小厚度的垂直區(qū)域，所述的阻尼元件固定在邊緣區(qū)域。本發(fā)明利用聲學(xué)黑洞效應(yīng)，無(wú)需對(duì)軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行削弱，便可以有效降低輪軌噪聲，實(shí)現(xiàn)高效的能量吸收和降噪效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通的降噪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境噪聲直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量，甚至對(duì)人的生理和心理健康也有重要影響，人民越來(lái)越重視噪聲的控制問題。在軌道交通領(lǐng)域，噪聲已經(jīng)成為影響沿線區(qū)域聲環(huán)境的重要污染源，其中輪軌噪聲在軌道交通噪聲中占有很大比重。

為了降低輪軌噪聲，研究者和工程師提出了彈性車輪、車輪阻尼貼片、鋼軌彈性減振墊、彈性扣件等技術(shù)，分別應(yīng)用隔振和吸振等原理，降低車輪和鋼軌的振動(dòng)，減少振動(dòng)的輻射聲；這些控制輪軌噪聲的裝置由于安裝在輪轂或鋼軌上，會(huì)對(duì)列車行駛的安全以及線路通訊信號(hào)的正常工作產(chǎn)生影響；聲學(xué)黑洞技術(shù)的應(yīng)用通常需要在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行去除、挖洞等操作來(lái)削弱結(jié)構(gòu)厚度達(dá)到減振的目的，這不僅改變了原有的工程結(jié)構(gòu)，極大的降低了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，還嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的功能；因此，在不影響軌道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將聲學(xué)黑洞技術(shù)應(yīng)用于輪軌降噪是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術(shù)所述的問題，本發(fā)明提供一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障，既能達(dá)到降噪吸聲的目的，還能解決聲學(xué)黑洞技術(shù)對(duì)降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度等一系列問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以解決。

一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障，它包括頂板、豎板、聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)和阻尼元件。所述豎板的內(nèi)表面設(shè)置有聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)；所述的聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)由黑洞區(qū)域、邊緣區(qū)域兩部分組成；所述黑洞區(qū)域?yàn)閺呢Q板內(nèi)側(cè)到外側(cè)的傾斜度逐漸變小的區(qū)域；所述的邊緣區(qū)域?yàn)楹诙磪^(qū)域以指數(shù)函數(shù)遞減的最小厚度的垂直區(qū)域；所述的阻尼元件固定在邊緣區(qū)域。

作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)的橫截面為圓環(huán)形。

作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述阻尼元件粘附于所述邊緣區(qū)域。

作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述黑洞區(qū)域厚度不斷遞減至零，形成圓柱形通孔，所述阻尼元件填充于所述邊緣區(qū)域。

作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述的阻尼元件的材料為丁基橡膠、聚氨酯泡沫或者高阻尼合金。

作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述的豎板通過螺栓固定在軌道板上。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是：

（1）本發(fā)明將聲學(xué)黑洞技術(shù)運(yùn)用于軌道結(jié)構(gòu)中，利用聲學(xué)黑洞效應(yīng)可以將噪聲的能量轉(zhuǎn)移到聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過阻尼元件實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)能量的吸收和耗散，達(dá)到降噪的目的。聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)對(duì)軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行寬帶減振降噪，尤其對(duì)鋼軌高頻振動(dòng)噪聲有很好的控制作用。

（2）本發(fā)明能夠直接固定在軌道板上，沒有破壞軌道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，即可在工程結(jié)構(gòu)上形成聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)，應(yīng)用方便。

（3）頂板不僅使更加的噪聲被聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)吸收，而且能夠很好的保護(hù)聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)，也可以很方便實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼元件的更換。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。

圖3是本發(fā)明提供的一種基于聲學(xué)黑洞的軌旁聲屏障的聲學(xué)黑洞結(jié)構(gòu)截面構(gòu)造示意圖。