[發明專利]動車組輕質高隔聲地板及其設計方法

有效

• 申請號: 202210268744.6
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114537455B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 賈尚帥;韓鐵禮;王興民;潘德闊;趙新利;張文敏
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: B61D17/10
• 分類號: B61D17/10;B61D17/18;G01H17/00
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 張建寶

本發明提供了一種動車組輕質高隔聲地板及其設計方法，動車組輕質高隔聲地板包括承載層、中間填充層、超材料飾板層，以及減震器陣列；其中，承載層的頂面和底面均設有高損耗因子的阻尼漿層；中間填充層包括自下而上依次層疊鋪設的瀝水板層、吸音棉層、隔音氈層；超材料飾板層位于中間填充層上方，底面與隔音氈層貼合，超材料飾板層內部周期性陣列分布有用于提供阻尼的模態結構單元；減震器陣列包括陣列分布的多個零赫茲減震器，零赫茲減震器的底端與承載層的頂面固定連接，頂端向上穿過中間填充層與超材料飾板層固定連接。本發明提供的動車組輕質高隔聲地板，能夠在不增加地板質量和厚度的前提下提高動車組地板的隔聲量。

技術領域

本發明屬于動車組地板技術領域，具體涉及一種動車組輕質高隔聲地板及其設計方法。

背景技術

高速動車組的車內噪聲水平直接關系到其乘坐舒適性，通過對車內噪聲進行聲源識別、傳遞路徑測試及仿真分析得出，當前高速動車組地板的隔聲量為Rw50dB，為進一步適應乘坐舒適性要求，需要將地板隔聲量提高至Rw52dB。

目前，基于隔聲質量定律，提高地板隔聲量的常規實現方式是增加承載層的鋁型材厚度、將吸音棉或者內飾板的密度提高一倍以上，但是這些方式都會導致地板的整體面質量至少增加20kg/㎡，以單節車體寬3m長25m計算，單節車廂質量至少增加1.5噸，常規的8節編動車組僅地板質量便會增加12噸，關鍵是質量的增加會影響車輛氣動阻力、機械阻力以及牽引制動性能，因此，這些改進方式均不可取，此外，由于動車組的內部空間所限，通過增加隔聲層厚度的方式提高隔聲量的方案也無法有效實施。

由于動車組地板具有工程化應用前景，通過提高動車組地板的隔聲量以降低高速動車組的車內噪聲水平能夠大大提升乘坐舒適度，進而提升高速動車組產品的市場競爭力，能夠產生巨大的經濟效益，因此，如何在質量和厚度不增加或者增加量極小的前提下，提高動車組地板的隔聲量，是當前亟需研究和解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種動車組輕質高隔聲地板及其設計方法，旨在不增加地板質量和厚度的前提下提高動車組地板的隔聲量。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：第一方面，提供一種動車組輕質高隔聲地板，包括：

承載層，為中空擠壓鋁型材，承載層的頂面設有損耗因子大于0.16的第一阻尼漿層，底面設有損耗因子大于0.16的第二阻尼漿層；

中間填充層，鋪設于第一阻尼漿層上，包括自下而上依次層疊鋪設的瀝水板層、吸音棉層、隔音氈層；

超材料飾板層，位于中間填充層上方，底面與隔音氈層貼合，超材料飾板層內部周期性陣列分布有用于提供阻尼的模態結構單元；

減震器陣列，包括陣列分布的多個零赫茲減震器，零赫茲減震器的底端與承載層的頂面固定連接，頂端向上依次穿過第一阻尼漿層、中間填充層，并與超材料飾板層的底面固定連接。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，超材料飾板層包括：

均質基材板，周期性陣列分布有通孔陣列；

實心金屬球陣列，對應嵌裝于通孔陣列中，且實心金屬球陣列的每個實心金屬球體上均包裹有低密度橡膠層；

其中，實心金屬球體的彈性模量大于均質基材板的彈性模量，低密度橡膠層的彈性模量小于均質基材板的彈性模量，每個實心金屬球體與包裹于其周壁上的低密度橡膠層均形成一個模態結構單元。

一些實施例中，各個實心金屬球體分別通過樹脂填充料封裝于通孔陣列的相應通孔內，樹脂填充料的彈性模量與均質基材板的彈性模量一致。

示例性的，零赫茲減震器包括：

底座，固定連接于承載層的頂面上，底座的中部設有豎直向上延伸的連接軸；

組合碟簧，套設于連接軸上；