一种周期复合结构波折板制造技术

本发明专利技术涉及一种周期复合结构波折板，该波折板由波折形基板和凸起型振子或者嵌入型振子组成，凸起型振子布置在波折形基板的一侧或两侧，由两种或两种以上材料的层状物叠合而成，嵌入型振子由与基板不同的材料嵌入波折形基板形成。凸起型振子或者嵌入型振子按照周期性或拟周期性排列方式布置在波折形基板上，形成周期复合结构，基体为波折形基板，散射体为凸起型振子或者嵌入型振子。本发明专利技术可用在箱梁结构中，利用周期复合结构对振动传播的禁带特性和定向诱导特性对某些特定频带的振动进行抑制，并对箱梁的振动传播进行控制，实现桥梁结构及其构件的振动控制和隔振设计。

【技术实现步骤摘要】
一种周期复合结构波折板
本专利技术涉及一种周期复合结构波折板，属于复合结构材料领域。
技术介绍
周期复合结构，又称声子晶体，根据它在三个空间方向上的周期性，可以将其分为一维、二维、三维体系，相应的散射体形态依次是层状物、柱体和颗粒体。若声子晶体只由一种材料构成，则其带隙由结构参数决定；当声子晶体的组元(材料)数超过两种，则将相互连通的材料称为基体，相互不连通的材料称为散射体。周期复合结构具有禁带特性，即特定频率范围内的振动在结构中不能传播。当周期复合结构存在点缺陷或者线缺陷时，缺陷频率对应的振动会被局域在点缺陷处，发生振动局域化或者沿着线缺陷传播。如上所述，周期复合结构的波动特性为工程结构的隔振和振动控制提供了一种新的操控机制，如将周期复合结构放置在振动的传播路径中或利用周期复合结构的思想设计结构本身，来阻止特定频段内的振动在结构中传播，实现结构的隔振功能；或利用其缺陷态特性，设计振动的传播路径，实现对振动的操控。因此，周期复合结构在工程结构减隔振设计和振动控制领域具有十分重要的应用价值。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种周期复合结构波折板，该波折板可用在箱梁结构中，利用周期复合结构对振动传播的禁带特性和定向诱导特性对某些特定频带的振动进行抑制，并对箱梁的振动传播进行控制，实现桥梁结构及其构件的振动控制和隔振设计。技术方案：本专利技术提供了一种周期复合结构波折板，该波折板由波折形基板(1)和振子(2)组成，所述的振子(2)在波折形基板(1)上的排列方式是周期性排列或拟周期性排列方式，或者是根据振动控制要求，在周期性或拟周期性排列方式的基础上设置缺陷。其中，振子为凸起型振子或嵌入型振子，所述的凸起型振子布置在波折形基板的两侧或一侧，所述的凸起型振子或嵌入型振子的截面是圆形、矩形、三角形或其它几何形状。所述的凸起型振子由多种材料的层状物叠合而成，各层状物的排列方式是沿凸起型振子高度方向的周期性排列或拟周期性排列，且相邻两层的材料不同，每层的形状相同或不同，层数与每层高度根据实际需要确定。所述的凸起型振子与波折形基板的连接以及各层状物之间的连接是粘接、栓接或焊接。所述的嵌入型振子由与波折形基板不同的材料块嵌入波折形基板形成；或者不填充材料，形成空气孔式振子或管式振子。所述的波折形基板的波长、波高、水平面板宽、水平弯折角度、弯折半径、厚度等尺寸可以根据实际需要选定。所述的波折形基板的材料为钢材、铝材、混凝土或纤维增强复合材料。所述的凸起型振子的层状物材料包括钢材、硅橡胶或纤维增强复合材料。所述的嵌入型振子材料包括硅橡胶、塑料或纤维增强复合材料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：1)以该波折板进行振动控制只需要结构本身即可，不需要附加其它结构。2)波折板的动态特性可以通过凸起型振子或嵌入型振子的材料和布置方式来控制，不会破坏波折板与其它结构的连通性。3)使用含凸起型振子的波折板的箱梁结构可以仍然具有较高的刚度和强度，不会影响结构的承载能力。4)仅利用带隙特性就可以在结构内部实现波导、滤波和波速控制等功能。附图说明图1为实施例1中一种周期复合结构波折板的三维示意图；图2为实施例1中一种周期复合结构波折板的正视图；图3为实施例1中一种周期复合结构波折板的侧视图；图4为实施例1中一种周期复合结构波折板的俯视图；图5位实施例1中一种周期复合结构波折板单胞结构的正视图；图6为实施例2中一种周期复合结构波折板的三维示意图；图7为实施例2中一种周期复合结构波折板的正视图；图8为实施例2中一种周期复合结构波折板的侧视图；图9为实施例2中一种周期复合结构波折板单胞结构的三维示意图。附图中有：波折形基板1，振子2，圆形硅橡胶板2.1，圆形钢板2.2；波长L，波高H，水平面板宽W，水平弯折角度α，厚度t。具体实施方式下面结合附图和实施例做进一步说明。实施例1一种周期复合结构波折板如图1所示，三视图分别如图2至图4所示。该波折板由波折形基板1和凸起型振子2组成。波折形基板为钢板，波长为L，波高为H，水平面板宽为W，水平弯折角度为α，厚度为t。凸起型振子2按照图2中所示的矩形阵列的周期性排列方式布置在波折形基板1的两侧，形成周期复合结构。在所述周期复合结构中，散射体为凸起型振子2，基底为波折形基板1。在本实施例中，周期复合结构波折板的单胞结构如图5所示，基板1为钢板，凸起型振子2由圆形硅橡胶板2.1和圆形钢板2.2组成，圆形硅橡胶板2.1粘接在钢质基板1的上下两面，圆形钢板2.2再粘接在圆形硅橡胶板2.1上，以此形成一个单胞结构，进而构成整个周期复合结构波折板。在本实施例中，波折形基板1和凸起型振子2共同组成了一个周期复合结构，波折形基板1是基底，凸起型振子2是散射体。周期复合结构具有禁带特性，即特定频率范围内的振动在结构中不能传播。将该波折板应用在箱梁结构中，作为波形钢腹板箱梁的腹板，可以使箱梁结构本身就具有很好的减隔振效果，并以此实现桥梁整体结构的振动控制。实施例2一种周期复合结构波折板如图6所示，其正视图如图7所示，侧视图如图8所示。该波折板由波折形基板1和嵌入型振子2组成。在本实施例中，波折形基板与实施例1相同，嵌入型振子的周期性排列方式也与实施例1中相同，是矩形阵列。在本实施例的周期复合结构中，散射体为嵌入型振子2，基底为波折形基板1。在本实施例中，周期复合结构波折板的单胞结构如图9所示，单胞结构由基板1和嵌入型振子2组成，基板1是钢板，嵌入型振子2没有填充材料，为圆柱形空气柱，以此单胞结构组成的周期复合结构中，基体是波折形钢板，散射体为圆柱形空气柱。根据结构的不同需要，可通过改变基板、凸起型振子和嵌入型振子的材料和尺寸，来实现更好的实际应用；根据振动控制的要求不同，可通过改变凸起型振子和嵌入型振子的材料、层数、层高和排列方式，对波折板的振动传播进行操控，并对某些特定频带的振动进行抑制。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周期复合结构波折板，其特征在于：该波折板由波折形基板(1)和振子(2)组成，所述的振子(2)在波折形基板(1)上的排列方式是周期性排列或拟周期性排列方式，或者是根据振动控制要求，在周期性或拟周期性排列方式的基础上设置缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种周期复合结构波折板，其特征在于：该波折板由波折形基板(1)和振子(2)组成，所述的振子(2)在波折形基板(1)上的排列方式是周期性排列或拟周期性排列方式，或者是根据振动控制要求，在周期性或拟周期性排列方式的基础上设置缺陷。2.如权利要求1所述的一种周期复合结构波折板，其特征在于：振子(2)为凸起型振子或嵌入型振子，所述的凸起型振子布置在波折形基板(1)的两侧或一侧。3.如权利要求2所述的一种周期复合结构波折板，其特征在于：所述的凸起型振子或嵌入型振子的截面是圆形、矩形、三角形或其它几何形状。4.如权利要求3所述的一种周期复合结构波折板，其特征在于：所述的凸起型振子由多种材料的层状物叠合而成，各层状物的排列方式是沿凸起型振子高度方向的周期性排列或拟周期性排列，且相邻两层的材料不同，每层的形状相同或不同，...

【专利技术属性】
技术研发人员：万水，郑涛，年玉泽，周鹏，王潇，徐杰，杨湛，李夏元，苏强，朱营博，徐皓甜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32