垫高阻尼减振静音地板制造技术

垫高阻尼减振静音地板，包括依次排布的车厢基板、粘弹阻尼层I、垫高层、粘弹阻尼层II、约束层。垫高层的引入大大改变了传统约束阻尼结构，扩大了阻尼层的形变，提高了阻尼性能。所述车厢基板、粘弹阻尼层I和垫高层形成约束阻尼结构I；所述垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层构成约束阻尼结构II。所述垫高层由多个紧密排布的梯形块组成，所述相邻的梯形块之间采用粘弹性阻尼层III进行粘结。本发明专利技术所述的减振降噪地板约束阻尼结构与垫高阻尼结构有机的结合到一起，能够有效抑制结构振动，降低车厢的振动噪声。本发明专利技术对垫高层的结构改为梯形垫高块，大大降低了垫高层的抗弯刚度，能够显著提高提高结构的阻尼耗能。

High damping vibration damping silencing floor

The utility model relates to a damping damping floor with high damping, which comprises a car frame arranged in sequence, a viscoelastic damping layer I, a cushion upper layer, a viscoelastic damping layer II and a binding layer. The introduction of the cushion height greatly changed the traditional constrained damping structure, expanded the deformation of the damping layer and improved the damping performance. The carriage substrate, the viscoelastic damping layer I and the cushion layer form a constrained damping structure I; the cushion layer, the viscoelastic damping layer II and the restraint layer form a constrained damping structure II. The cushion top layer is composed of a plurality of closely arranged trapezoidal blocks, wherein the adjacent trapezoidal blocks are adhered by a viscoelastic damping layer III. The damping and noise reducing floor restraint damping structure of the invention is organically combined with a cushion high damping structure, and can effectively restrain the structural vibration and reduce the vibration noise of the carriage. The structure of the cushion top layer is changed into a trapezoidal pad block, which greatly reduces the bending rigidity of the cushion layer and can remarkably improve the damping energy consumption of the structure.

【技术实现步骤摘要】
垫高阻尼减振静音地板
本专利技术属于建筑领域，涉及一种减振地板，具体地说，涉及一种地铁车厢减振地板。
技术介绍
随着城市交通的发展，地铁在日常生活中的重要性越来越明显。虽然地铁为人们的出行便利做出了不可磨灭的贡献，地铁车辆运行所产生的噪音也给居民及乘客带来了极大的困扰。影响地铁车辆内部的噪声源主要包括以下几种：轮轨噪声(轮轨滚动噪声、轮轨撞击噪声、啸叫声)、减速箱噪声、电机的电磁噪声、空压机噪声、空调系统噪声以及受电弓电磁噪声等。一方面，地铁车辆噪声源辐射的噪声通过绕射、透射等通过空气传播进入车内；另一方面，轮轨作用力等引起的车体振动也会向车内辐射噪声，致使车内噪声较高。为了提高车辆地板结构的隔声性能，降低车内噪声水平；目前地铁车辆大多采用铺设内装地板(如铝蜂窝板)的方式来提高隔声性能。然而，内装地板结构不但成本高，而且质量大，不利于车辆轻量化。同时，也在一定程度上使地铁车辆的设计结构复杂，增加了车辆维护的难度。噪声的本质是振动，降低结构振动才能控制车厢噪声。技术专利ZL201320564519.3公开了“一种铁路车辆减振地板”；该减振地板实现了刚性紧固件与柔性材料(橡胶)的结合，使车内设备和彻底骨架之间间接固定连接，有效防止了车内设备拔出。然而，橡胶减振频域窄且受温度变化影响大，因此在一定程度上会影响减振地板的减振效果。专利技术专利申请201510827505.X公开了“一种新型高速列车减振降噪地板结构”；该申请采用减震频率宽泛且连续可调的钢丝网减震器作为主要的减振降噪部件；将隔声材料、吸声材料和高性能阻尼材料等性能优良的降噪吸声装置按照全新的布局顺序和组合层次与车体铝型材结合。该结构从克服了木质地板结构减振效果不佳，以及橡胶材料减振频域窄且受温度变化影响大的缺点。然而，该结构相对复杂，大大增加了车厢地板的整体厚度及质量，而且铺装繁琐，不易实施。常冠军等人(《粘弹性阻尼材料》，国防工业出版社，2012年，230页)的研究表明，在阻尼层与基板之间牢固地粘合一层抗剪刚度极大而抗弯刚度极小的材料作为中间层(Spacer)，可使结构损耗因子提高，且可降低系统的质量。他们认为，在给定厚度的阻尼结构中，2/3的阻尼作用发生在外部的半层材料中，因此内半层可以用“无重量”的材料取代。这个内半层“无重量”的材料称为扩变层或垫高层，它可以加大从粘接的中线平面算起的阻尼处理距离(相当于增加阻尼层的厚度)，从而也就加大了粘弹层形变，结构阻尼也就随之增大。同时，扩变层的加入还有加宽有效阻尼温度宽度的作用。并且因为扩变层材料密度很小，所以可以显著降低阻尼材料系统的表观质量。目前采用的垫高层是蜂窝状或者蓬松的硬泡沫，其附带作用是吸声和隔热。然而，由于现有的垫高阻尼结构往往采用已经固化的阻尼材料通过粘接剂粘接，容易产生层间结合不牢固、扩变层强度过低的问题；当垫高阻尼结构应用于较大振动构件的减振时，这种问题尤为明显。此外，采用普通的硬泡沫不耐火，也存在钢轨不防火、安全性不能保证等问题。目前，基于碳纳米管的研究热度，许多人已经针对在泡沫中添加碳纳米管进行了研究。其中，大多采用物理添加的方法。而KuanHC和JungYC等人采用了化学键键合的方法向聚氨酯泡沫中添加碳纳米管。然而，其添加碳纳米管的目的是提高材料的强度和韧性，以及提高材料的导电性、电磁屏蔽性和光电子发射性。基于上述目的，目前添加了碳纳米管的聚氨酯泡沫的应用仅限于以下几个方面：电子材料领域、智能材料领域、节能材料领域和生物医学材料领域。
技术实现思路
针对现有地铁减振地板所存在的问题，本专利技术所述的碳纳米管改性垫高阻尼减振静音地板采用了碳纳米管改性空心槽泡沫，不但增加了垫高层的抗剪强度和阻尼效果，而且提高垫高层的防火性能，改善了空心槽所导致的垫高层强度过低的问题。本专利技术的技术方案：垫高阻尼减振静音地板，包括依次排布的车厢基板、粘弹阻尼层I、垫高层、粘弹阻尼层II、约束层。垫高层的引入大大改变了传统约束阻尼结构，扩大了阻尼层的形变，提高了阻尼性能。所述车厢基板、粘弹阻尼层I和垫高层形成约束阻尼结构I；所述垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层构成约束阻尼结构II。垫高层的存在使得该减振地板中增加了垫高阻尼结构(理想的垫高层要求抗弯刚度小，而抗剪刚度大)，形成了一种新的约束-垫高复合阻尼结构，大大提高了阻尼效率。与约束阻尼结构相比，当该结构振动产生形变时，扩大了上层粘弹阻尼层的剪切形变，提高了阻尼性能，如附图2所示。所述垫高层由多个紧密排布的梯形块组成，所述相邻的梯形块之间采用粘弹性阻尼层III进行粘结。所述梯形块为等腰梯形块，所述等腰梯形块的高度为垫高层的厚度，上边长为70-140mm，下边长为100-170mm。采用梯形块的组合结构，一方面大大降低了垫高层的抗弯刚度，使其更接近理想化状态；另一方面，当结构因振动而产生弯曲时，不仅垫高层上部和下部的阻尼层发生剪切形变，梯形垫高块之间的粘弹阻尼材料也会发生剪切变形，使得阻尼层得到了充分的延伸。梯形块垫高层的创新设计大大改变了原来均匀连续或者带槽能垫高层的做法，能够显著提高结构的阻尼耗能。其中，所述粘弹性阻尼层为双组份聚氨酯类高阻尼、宽温域、宽频带的粘弹阻尼材料，所述约束层4为轻质铝合金材料，密度为2.70-2.85g/cm3。其中，所述约束阻尼结构I中车厢基板厚度依据列车车厢设计厚度而定，粘弹阻尼层I和垫高层的厚度分别为0.5-1.5mm和12-24mm；所述约束阻尼结构II中垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层的厚度分别为12-24mm、0.5-1.5mm和2-4mm。其中，所述垫高层为碳纳米管改性聚氨酯泡沫。所述碳纳米管改性聚氨酯泡沫的制备包括以下步骤：(1)对碳纳米管进行改性，得到羟基化的碳纳米管；(2)步骤(1)得到的羟基化的碳纳米管加入到用于制备垫高层泡沫的B组分，即羟基化合物中；(3)将混合了羟基化碳纳米管的B组分与A组分异氰酸酯在60-80℃的温度条件和15-18MPa的压力条件下反应，即可得到碳纳米管改性聚氨酯泡沫。其中，所述碳纳米管改性聚氨酯泡沫中均匀分布有若干空心槽，所述相邻空心槽之间的间隔不小于4-6mm；所述空心槽的孔径为4-6mm。碳纳米管改性空心槽垫高层与现有的硬泡沫材料垫高层相比抗剪强度更大，更利于阻尼层的耗能，故可以提高减振性能。羟基化碳纳米管的制备主要分为两步：1.采用混酸法对碳纳米管进行改性，将单壁碳纳米管(SWCNT)用40ml浓硫酸和硝酸的3:1混合溶液进行处理，然后将混合物在40℃的条件下用超声波处理3小时。即可在碳纳米管表面引入羧基。2.将20毫克有第一步得到的羧基化单壁碳纳米管分散到无水四氢呋喃中并进行超声波处理30分钟。之后加入2毫克氢化铝锂并进行超声波处理1小时。将得到的反应混合物缓慢加入到200毫升甲醇中并用聚碳酸酯滤纸进行过滤。然后将所得产物在真空烘箱中以80℃干燥3小时。即可得到羟基化的碳纳米管。垫高阻尼减振静音地板的制备方法，包括以下步骤：1)在车厢基板表面喷涂粘弹性阻尼材料得到粘弹阻尼层I；(2)将碳纳米管改性聚氨酯泡沫切割为梯形块，粘结在粘弹阻尼层I表面，相邻梯形块之间同样用粘弹性阻尼层III粘结在一起；(3)在碳纳米管改性聚氨酯泡沫上继续喷涂阻尼材料得到粘弹阻尼层II；(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
垫高阻尼减振静音地板，其特征在于：包括依次排布的车厢基板、粘弹阻尼层I、垫高层、粘弹阻尼层II、约束层；所述车厢基板、粘弹阻尼层I和垫高层形成约束阻尼结构I；所述垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层构成约束阻尼结构II；所述垫高层由多个紧密排布的梯形块组成，所述相邻的梯形块之间采用粘弹性阻尼层III进行粘结。

【技术特征摘要】
1.垫高阻尼减振静音地板，其特征在于：包括依次排布的车厢基板、粘弹阻尼层I、垫高层、粘弹阻尼层II、约束层；所述车厢基板、粘弹阻尼层I和垫高层形成约束阻尼结构I；所述垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层构成约束阻尼结构II；所述垫高层由多个紧密排布的梯形块组成，所述相邻的梯形块之间采用粘弹性阻尼层III进行粘结。2.根据权利要求1所述的垫高阻尼减振静音地板，其特征在于：所述粘弹阻尼层I、粘弹阻尼层II和粘弹性阻尼层III的厚度均为0.5-1.5mm，所述垫高层的厚度为12-24mm，所述约束层的厚度为2-4mm。3.根据权利要求1或2所述的垫高阻尼减振静音地板，其特征在于：所述垫高层为碳纳米管改性聚氨酯泡沫；所述碳纳米管改性聚氨酯泡沫的制备包括以下步骤：(1)对碳纳米管进行改性，得到羟基化的碳纳米管；(2)步骤(1)得到的羟基化的碳纳米管加入到用于制备垫高层泡沫的B组分，即羟基化合物中；(3)将混合了羟基化碳纳米管的B组分与A组分异氰酸酯反应，即可得到碳纳米管改性聚氨酯泡沫。4.根据权利要求3所述的垫高阻尼减振静音钢轨，其特征在于：所述碳纳米管改性聚氨酯泡沫中均匀分布有若干空心槽，所述空心槽的孔径为4-6mm，所述相邻空心槽之间的间隔不小于4-6mm；所述梯形块为等腰梯形块，所述等腰梯形块的高度为垫高层的厚度，上边长为70-140mm，下边长为100-170mm。5.根据权利要求3所述的垫高阻尼减振静音地板，其特征在于：所述粘弹性阻尼层为双组份聚氨酯类粘弹阻尼材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄微波，梁龙强，冯超，鞠家辉，丁国雷，许圣鸣，常瑞景，
申请(专利权)人：青岛沙木新材料有限公司，青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37