[發明專利]一種在橫隔板上安置振子的周期箱梁結構

在審

• 申請號: 202011183929.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112227177A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 萬水;王瀟;張鈺伯;程紅光;張文格;符俊冬;申紀偉;周鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發明涉及一種在橫隔板上安置振子的周期箱梁結構，包括若干個基本單元，每個基本單元包括頂板以及底板，在頂板與底板之間布設兩塊腹板，頂板、腹板、底板以及腹板順次連接形成箱型結構；在箱型結構內插設橫隔板，將箱型結構內部分隔形成兩個空間；橫隔板上安裝至少一個振子，且每個振子通過彈性輕質填充物包覆嵌設在橫隔板上；該箱型結構沿著垂直于橫截面的方向z進行延拓成為周期箱梁后可視為局域共振型聲子晶體，具有彈性波帶隙，可用橋梁等建筑結構的減振。

技術領域

本發明涉及一種在橫隔板上安置振子的周期箱梁結構，屬于減振領域。

背景技術

聲子晶體理論起源于凝聚態固體物理學領域，在至今近30年發展的歷程中，吸引了眾多學者的目光，其原因在于該理論的提出為減振降噪研究提供了一個全新的思路。聲子晶體是由兩種及兩種以上材料周期排列，形成具有禁帶的周期復合材料或結構，處于禁帶頻率范圍內的彈性波無法傳播。目前，聲子晶體理論已經成功地引進了工程結構構件中，形成了具有帶隙的周期梁、周期板、薄膜型聲學超材料等工程構件，為工程結構的減振降噪設計提供了基礎。聲子晶體可分為散射型聲子晶體和局域共振型聲子晶體，散射型聲子晶體要求彈性波的波長至少與其晶格常數相當，局域共振型聲子晶體中的彈性波波長可小于晶格常數，而當晶格常數小于波長的1/10時，這樣的聲子晶體又被稱為亞波長結構；局域共振型聲子晶體較同等大小的散射型聲子晶體形成的帶隙頻率更低。

工程上一般將承受彎曲的桿件成為梁。梁類結構時工程中一類廣泛應用的典型結構，許多裝備可以簡化成梁結構如火箭、船舶、橋梁等，因而梁結構的振動特性一致得到廣泛關注，是土木工程、機械工程、力學、聲學等領域的研究熱點。梁結構的振動會以彈性波傳播的形式表現。因而可以利用局域共振型聲子晶體理論將梁結構設計成周期性結構時，梁會存在彈性波帶隙，可利用帶隙控制梁結構中的振動的傳播，為梁結構的減振設計提供了新的技術途徑。

發明內容

本發明提供一種在橫隔板上安置振子的周期箱梁結構，該周期箱梁結構可視為局域共振型聲子晶體，具有彈性波帶隙，可用橋梁等建筑結構的減振。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種在橫隔板上安置振子的周期箱梁結構，包括若干個基本單元，每個基本單元包括頂板以及底板，在頂板與底板之間布設兩塊腹板，頂板、腹板、底板以及腹板順次連接形成箱型結構；

在箱型結構內插設橫隔板，將箱型結構內部分隔形成兩個空間；

前述的橫隔板上安裝至少一個振子，且每個振子通過彈性輕質填充物包覆嵌設在橫隔板上；

定義垂直于橫隔板的方向為z方向，平行于橫隔板的方向為x方向，垂直于底板的方向為y方向，構建三維坐標系，若干個基本單元沿著z方向進行延拓形成周期箱梁結構；

作為本發明的進一步優選，兩塊腹板同時與底板垂直布設，或者兩塊腹板與底板呈角度布設，箱型結構呈梯形結構；

作為本發明的進一步優選，箱型結構的頂板與兩塊腹板連接后，頂板的兩側未伸出腹板邊緣，與腹板形成L形結構；

或者頂板伸出腹板邊緣，與腹板形成T形結構；

作為本發明的進一步優選，腹板為板狀結構，或者腹板呈波折形；

腹板、頂板以及底板的厚度相同或者兩兩不相同；

作為本發明的進一步優選，振子采用混凝土或者鋼筋混凝土或者鋼或者鉛或者錫或者銅材料制作；

彈性輕質填充物采用發泡混凝土或者橡膠或者泡沫或者塑料制作；