[發(fā)明專利]一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011622853.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112726297A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊新文;張昭;汪永健;趙治鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué);上海聚人鐵路器材有限公司
• 主分類號: E01B19/00
• 分類號: E01B19/00;E02D31/08;F16F15/04;F16F15/06;F16F15/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器，通過設(shè)置多級聯(lián)聲子晶體隔振器內(nèi)置聲子晶體元胞，產(chǎn)生50～200Hz，1000?2000Hz頻帶范圍內(nèi)的帶隙，利用所述帶隙實現(xiàn)對特定頻段振動的消除從而實現(xiàn)軌道的減振，減小其對外的振動傳播。所述多級聯(lián)聲子晶體隔振器為一個筒狀結(jié)構(gòu)，分為隔振器外筒與隔振器內(nèi)筒結(jié)構(gòu)兩部分；所述的隔振器內(nèi)筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)筒與多級聯(lián)聲子晶體隔振器主體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述的多級聯(lián)聲子晶體隔振器主體結(jié)構(gòu)放置于內(nèi)筒內(nèi)，由若干聲子晶體元胞及承載頂板組合而成，每個元胞由質(zhì)量元件與彈性元件構(gòu)成。本發(fā)明充分發(fā)揮圓周彈性元件的特性，便于參數(shù)優(yōu)化設(shè)計；其安裝便捷、與現(xiàn)有浮置板隔振器外筒、內(nèi)筒的兼容性好等特點，使其在軌道交通減振降噪領(lǐng)域有很廣泛的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器。

背景技術(shù)

隨著軌道交通技術(shù)的不斷發(fā)展，當前軌道交通的環(huán)境保護問題受到越來越多的關(guān)注，特別是其產(chǎn)生的噪聲與振動問題。

目前軌道交通的減振降噪措施主要從三方面入手：在振源/聲源上控制(鋼軌打磨、安裝動力吸振器等措施)、在傳播途徑上控制(通過采用彈性扣件和浮置板軌道等)和在受振體/受聲體上控制。浮置板軌道相較其他減振措施，其最為有效。

浮置板軌道有傳統(tǒng)的鋼彈簧浮置板、橡膠彈簧浮置板，以及新型的橡膠減振墊浮置板。傳統(tǒng)的浮置板應(yīng)用廣泛，但逐漸出現(xiàn)了橡膠支座使用壽命短、彈簧支座阻尼小和低頻振動放大的弊端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，目的是提供一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器，用于軌道交通浮置板軌道的隔振。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

通過合理設(shè)計隔振器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)的帶隙寬度實現(xiàn)對特定頻段振動的消除，從而實現(xiàn)軌道的減振，減小其對外的振動傳播。

在充分利用聲子晶體帶隙特性的基礎(chǔ)上，考慮到彈性元件的多級聯(lián)組合，本發(fā)明提出一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器，其通過對多級聯(lián)聲子晶體隔振器內(nèi)置聲子晶體元胞的合理的幾何參數(shù)和材料參數(shù)的設(shè)計，能夠產(chǎn)生50～200Hz，1000-2000Hz頻帶范圍內(nèi)的帶隙，并且能夠覆蓋各類振動的主頻，可使軌道交通系統(tǒng)傳遞到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及周邊建筑物的振動極大衰減。

進一步，一種多級聯(lián)聲子晶體隔振器，所述多級聯(lián)聲子晶體隔振器為一個筒狀結(jié)構(gòu)，分為隔振器外筒與隔振器內(nèi)筒結(jié)構(gòu)兩部分。所述的隔振器內(nèi)筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)筒與多級聯(lián)聲子晶體隔振器主體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述的多級聯(lián)聲子晶體隔振器主體結(jié)構(gòu)放置于內(nèi)筒內(nèi)，由若干聲子晶體元胞及承載頂板組合而成，每個元胞由質(zhì)量元件與彈性元件構(gòu)成。

所述的質(zhì)量元件分為副質(zhì)量元件及主質(zhì)量元件，副質(zhì)量元件為圓柱型，主質(zhì)量元件為空心圓柱型，二者由若干個彈性元件串聯(lián)組合；所述的彈性元件由中央剛度元件和圓周彈性元件并聯(lián)而成，所述的中央剛度元件與副質(zhì)量元件同軸心，直接連接上下副質(zhì)量元件而不與主質(zhì)量元件接觸；圓周彈性元件為圓周陣列布置，一個元胞中分為上下兩層，通過串聯(lián)方式連接副質(zhì)量元件及主質(zhì)量元件。

所述的副質(zhì)量元件上部聯(lián)結(jié)一個承載頂板，在三個短軸均勻設(shè)有3個螺孔；所述的承載頂板安裝時與隔振器外筒連接，以傳遞浮置板(主振系統(tǒng))振動；所述的隔振器內(nèi)筒的底部設(shè)置有限位槽，與基礎(chǔ)預(yù)埋圓柱件卯榫連接或螺紋連接；所述的隔振器外筒預(yù)埋于浮置板(主振系統(tǒng))中，外筒距離頂部1/4～1/3處內(nèi)部設(shè)置有傳力壓板，傳力壓板與外筒為一體，在實際安裝中根據(jù)需要安裝調(diào)高墊片；所述的調(diào)高墊片通過螺栓與承載頂板聯(lián)結(jié)為一個整體；所述的隔振器外筒頂部由蓋板密封，用螺栓與外筒(上傳力壓板)聯(lián)結(jié)固定。