一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层

1.本实用新型涉及列车隔声层领域，具体为一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层。


背景技术：

2.高速列车在运行过程中产生的振动和噪声会使列车及其周边的声场环境恶化。国内研制的高速列车在运行时客室内噪声来自轮轨噪声、牵引系统噪声、集电系统噪声和空气动力噪声等总和作用的结果，而最主要是来自车外的声传播。其细分之后又可以分为空气声传播和固体声传播两种。空气声传播主要包括直达声和透射声两种形式，其中，直达声是指当车体密封不好时，车外噪声通过车体表面空隙直接传入车厢内部。而透射声主要和噪声本身的强度和车体壁板的隔声量有关系，是指车外噪声穿透车体表面而传递进入车厢内部。车内噪声特性的测试结果表明，客室内低频噪声突出目噪声大小和频谱特性随空间位置分布不均匀，尤其是在客室两端转向架上方区域，“闷响”十分严重，并向车厢中部传播，极大影响了车内声场环境和乘坐的舒适程度。
3.2014年7月23日授权公布的中国发明专利，公布号为：cn103935373a，其公开了一种新型环保隔声减振高速列地板结构，其优点为地板铝型材腹板上表面喷涂有一层自由粘弹性阻尼材料层，地板铝型材内腔添加有聚氨酯隔声材料；地板铝型材顶板上表面和弹性支撑座下支撑上粘接的粘弹性阻尼材料层；充分利用了现有空间资源，提高了中高频吸声能力。其缺点为：
4.1.中高频噪声已得到了有效解决，而低频噪声的控制还需进一步提升。
5.2.增加阻尼层结构或者使用多层复合地板等措施均不利于车辆的轻量化
6.3.安装减震器、增加型材和筋板厚度、喷涂自由粘弹性阻尼材料以及填充聚氨酯等隔声材料，对于低频噪声控制效果有限，并且部分措施还不利于列车的轻量化发展。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，有效的解决了背景技术中提出的低频噪声隔绝效果差的问题，本装置通过安装在内地板和外地板之间安装声子晶体和木骨组合结构，在保证列车轻量化的同时，可以有效地对低频噪声进行隔绝。
8.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：
9.一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，隔声层安装于外地板1和内地板2之间，其特征在于：隔声层包括木骨3和声子晶体4，声子晶体4安装于木骨3上；单个声子晶体4包括基体5、包覆层6和散射体7，包覆层6固定于基体5上，散射体7固定于包覆层6上。
10.所述声子晶体4呈“井”型排列，安装于木骨3上。
11.所述基体6为铝制板式结构。
12.所述包覆层6为硅橡胶圆筒式结构。
13.所述散射体7为钢制圆筒式结构。
14.本实用新型的有益效果为：1)声子晶体设计在低频段的隔声性能更优，能够有效解决车辆的车内低频声环境较差的问题。
15.2)声子晶体与木骨相结合，可以提升车辆地板的支撑作用；同时很好的弥补声子晶体设计方案在部分低频段的隔声性能。
16.3)在实际应用中采用“井”型排列，符合车辆的轻量化发展要求。
17.4)本设计方案保持了中高频段的隔声性能，进一步提升了车辆地板的低频隔声；与传统隔声层相比，加强了隔声层的支撑作用，在车辆地板设计中具有很好的有效性和适用性。
附图说明
18.图1为本实用新型安装示意图；
19.图2为本实用新型声子晶体“井”型排列示意图；
20.图3为单个声子晶体结构示意图；
21.图4为木骨、声子晶体以及木骨和声子晶体组合的隔声曲线对比图；
22.图中所示：外地板1、内地板2、木骨3、声子晶体4、基体5、包覆层6、散射体7。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：
24.实施例1
25.如图1-3所示的一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，其目的是在保证列车轻量化的同时，提高对低频段的隔声性能。隔声结构采用木骨3和声子晶体4的组合，具体安装结构如下所述。
26.隔声结构安装于外地板1和内地板2之间，具体结构如图1所示，首先在外地板1上安装若干组木骨3，在每一组木骨3上均对应安装有四组成“井”型排列的声子晶体4，声子晶体4的上端固定于内地板2上。
27.声子晶体4结构如图3所示，由基体5、包覆层6和散射体7组成。基体6为铝制板式结构，包覆层6为硅橡胶圆筒式结构，散射体7为钢制圆筒式结构。具体安装时，将包覆层6固定于基体5上，在包覆层6上固定散射体7。
28.如图2所示，四个声子晶体3呈“井”型排列组成安装。
29.木骨、声子晶体以及木骨和声子晶体组合的隔声曲线对比如图4所示。
30.由图4可知，以木骨的隔声曲线为基准，在0-220hz及620-710hz，子晶体的隔声性能有大幅度的提升，但在220-620hz频段的隔声性能较差。采用木骨与声子晶体组合的方式，不仅很好的发挥了声子晶体在0-220hz和620-710hz频段隔声的优越性，同时极大地弥补了声子晶体在220-620hz隔声的劣势。
31.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。
32.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，隔声层安装于外地板和内地板之间，其特征在于：隔声层包括木骨和声子晶体，声子晶体安装于木骨上；单个声子晶体包括基体、包覆层和散射体，包覆层固定于基体上，散射体固定于包覆层上。2.根据权利要求1所述的一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，其特征在于：所述声子晶体呈“井”型排列，安装于木骨上。3.根据权利要求1所述的一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，其特征在于：所述基体为铝制板式结构。4.根据权利要求1所述的一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，其特征在于：所述包覆层为硅橡胶圆筒式结构。5.根据权利要求1所述的一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层，其特征在于：所述散射体为钢制圆筒式结构。

技术总结
本实用新型涉及列车隔声层领域，具体为一种基于声子晶体的高速列车地板支撑隔声层。解决了低频噪声隔绝效果差的问题。隔声层安装于外地板和内地板之间，隔声层包括木骨和声子晶体，声子晶体安装于木骨上；单个声子晶体包括基体、包覆层和散射体，包覆层固定于基体上，散射体固定于包覆层上。本装置通过安装在内地板和外地板之间安装声子晶体和木骨组合结构，在保证列车轻量化的同时，可以有效地对低频噪声进行隔绝。进行隔绝。进行隔绝。


技术研发人员：张小安 杨建近 李海萍 张晓芸 曹兴潇 杨力
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/6/16