一种动力吸振式车轮降噪块及降噪方法技术

一种动力吸振式车轮降噪块及降噪方法，车轮降噪块包括稳固支架和弹性阻尼层，稳固支架上开有安装孔，稳固支架包括安装板、共振板和中间体，共振板包括弹性部分和质量部分，弹性部分和质量部分交替分布,弹性阻尼层与共振板交替分布。车轮在运行过程中，在外力的激励作用下，会引起剧烈的共振，通常外界的激励是非常复杂的，因此，车轮产生的振动是多阶模态振动频率。本发明专利技术通过将稳固支架的共振板沿长度方向划分有弹性部分和质量部分，弹性部分的厚度小于质量部分的厚度，形成多个固有频率振动子系统，并将振动子系统的多个固有频率调节至与车轮运行时的多阶模态振动频率相近，从而大幅度增强减振降噪效果。

【技术实现步骤摘要】
一种动力吸振式车轮降噪块及降噪方法
本专利技术涉及一种对车轮进行减振、降噪的装置，具体涉及一种安装在车轮上的降噪块。
技术介绍
列车行驶时，车轮在轨道上滚动，由于表面粗糙度及轮轨踏面凹凸不平，激发车轮模态振动响应，产生强烈振动和结构噪声，并经车轮表面辐射到空气传播。若将一种降噪结构或材料安装在车轮上，通过抑制振动噪声源能量，可达到降低车轮噪声辐射等级的目的。车轮降噪现有技术主要有以下4种：车轮阻尼器、车轮降噪板、车轮降噪环、弹性车轮。其中，与本专利技术最接近的现有技术是车轮阻尼器。经检索，国内有两篇已公开专利“CN201620760079.2车轮用多层阻尼器”和“CN201610568521.6车轮用多层阻尼器及阻尼方法”，其技术方案及结构特征为：一种车轮用多层阻尼器，其结构组成包括安装板（1）、约束层（2）、垫片（4）和阻尼橡胶（3），安装板、约束层、垫片和阻尼橡胶组成阻尼器（9），阻尼器通过螺栓（10）呈环状结构均匀的安装在车轮（8）上的燕尾槽中，约束层与垫片交替形成夹层结构，夹层结构的上部弧形端面与安装板进行焊接，夹层结构中所产生的空隙用阻尼橡胶进行填充，阻尼橡胶与约束层粘接在一起。其中约束层的每层钢板厚度不同，而垫片和阻尼橡胶的厚度均相同，阻尼器各层厚度及层数根据车轮的固有频率确定。阻尼器均布置在车轮踏面内侧，并且安装的阻尼器数目为偶数。阻尼器采用动力吸振器原理，各约束层具有不同的刚度和质量，在车轮振动的过程中能够最大限度的发挥阻尼橡胶的效果，同时该阻尼器通过螺栓安装在车轮踏面内侧，在不影响行车安全的情况下能够大幅降低车轮的径向振动，从而降低辐射噪声。上述最接近的现有技术中虽然也公开了采用阻尼橡胶与约束层一起来减振、降噪，但上述现有技术中的阻尼橡胶与约束层的结构单一，没有本专利技术中的共振板设在中间体的两侧，共振板为悬臂梁式，共振板的弹性部分和质量部分交替分布,弹性阻尼层与共振板交替分布等结构。因此现有技术对于解决车轮运行时存在多阶模态频率的实际问题，提高对多阶模态频率中的多个重要固有频率进行减振和降噪，还需进一步改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何对车轮实际运行中产生的多阶模态频率进行吸振、降噪。针以上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一种动力吸振式车轮降噪块，车轮降噪块包括稳固支架和弹性阻尼层，稳固支架上开有安装孔，稳固支架包括安装板、共振板和中间体，共振板包括弹性部分和质量部分，弹性部分和质量部分交替分布,弹性阻尼层与共振板交替分布。进一步地，中间体为一体式整体部件，中间体设在安装板的上方，共振板设在安装板的两侧，共振板为悬臂梁式结构，同一侧的共振板之间形成有空腔，弹性阻尼层嵌在所述的空腔中和/或弹性阻尼层分布在稳固支架的外表面。进一步地，中间体两侧的安装板、共振板和弹性阻尼层对称分布；稳固支架由金属材料制成，稳固支架的共振板沿长度方向划分有弹性部分和质量部分，弹性部分的厚度小于质量部分的厚度和/或弹性部分的宽度小于质量部分的宽度；弹性阻尼层由弹性阻尼材料制成，弹性阻尼层与其振板粘接成一个整体。进一步地，共振板靠近中间体的一端为弹性部分，远离中间体的一端为质量部分；弹性阻尼层嵌在共振板之间，弹性阻尼层为两层，上层的弹性阻尼层外侧为长条状，内侧为n状，下层的弹性阻尼层为长条状。进一步地，共振板靠近中间体的一端为弹性部分，远离中间体的一端为质量部分；弹性阻尼层嵌在共振板之间，弹性阻尼层为两层，上层的弹性阻尼层外侧为长条状，内侧为方块状，且上层的方块状弹性阻尼层与长条状弹性阻尼层交替分布，下层的弹性阻尼层为长条状。进一步地，共振板靠近中间体的一端为弹性部分，远离中间体的一端为质量部分；弹性阻尼层嵌在共振板之间，弹性阻尼层为两层，弹性阻尼层为F状，且上、下层的弹性阻尼层对称分布。进一步地，中间体为一体式结构，中间体设在安装板上，且安装板的两端各设置一个中间体；并在安装板两端的中间体位置开有贯通中间体和安装板的安装孔，两个中间体之间设有金属制成的共振板和弹性阻尼材料制成的弹性阻尼层，共振板与弹性阻尼层交替分布。一种动力吸振式车轮降噪块的降噪方法，稳固支架包括安装板、共振板和中间体，通过稳固支架增强抗弯曲刚度和强度；在共振板沿长度方向上设弹性部分和质量部分，并使弹性部分和质量部分交替分布，以及将弹性阻尼层与共振板交替分布，从而使得车轮降噪块形成有多个固有频率振动子系统，从而提高车轮降噪块的减振降噪效果。进一步地，稳固支架由金属制成，将弹性部分的厚度设置成小于质量部分的厚度，将弹性部分和质量部分交替分布，从而形成共振板的刚度进行梯度变化的结构；弹性阻尼层由弹性阻尼材料制成，并将弹性阻尼层嵌在共振板之间和/或弹性阻尼层分布在稳固支架的外表面，从而形成多个固有频率振动子系统，通过弹性阻尼层的动力吸振作用，对车轮实现多阶频率、宽频带的减振降噪效果。进一步地，通过在长条状的共振板上挖孔和调节共振板之间的间距，使共振板之间形成空腔，弹性阻尼层嵌在所述的空腔中；通过调节每一层共振板的质量部分和弹性部分的长度、宽度、厚度，和空腔中的弹性阻尼层的长度、宽度、厚度，以及在共振板、弹性阻尼层上挖孔，来调节振动子系统的固有频率，使振动子系统形成有多个不同的固有频率，并将振动子系统的多个固有频率调节至与车轮运行时的多阶模态振动频率相近，从而增强减振降噪效果。本专利技术的优点是：1.本专利技术的稳固支架由金属材料采用整体铸造成型，或一体机加工成型，或多层钢板加工后焊接成型，或3D打印成型等方式制成一个无缝连接的整体。每个共振板为悬臂梁式结构，弹性阻尼层无缝嵌入、填充在共振板之间的空腔中和/或弹性阻尼层无缝连接在稳固支架的外表面，形成一个以金属制成的稳固支架为骨架，具有足够的抗弯曲刚度和强度；以弹性阻尼材料制成的弹性阻尼层为减振主要部件，的整体式的动力吸振车轮降噪块。使得车轮降噪块在能取得良好的吸振、降噪效果外，还具有结构坚固、使用寿命长的优点。2.车轮在运行过程中，在外力的激励作用下，会引起剧烈的共振，通常外界的激励是非常复杂的，因此，车轮产生的振动是多阶模态振动频率。本专利技术通过将稳固支架的共振板沿长度方向划分有弹性部分和质量部分，弹性部分的厚度小于质量部分的厚度，并将弹性阻尼层无缝嵌入、填充在共振板之间的厚度交替分布的空腔中，形成多个固有频率振动子系统，并将振动子系统的多个固有频率调节至与车轮运行时的多阶模态振动频率相近，从而大幅度增强减振降噪效果。附图说明图1为实施例一的立体示意图；图2为实施例一的主视方向示意图；图3为实施例二的立体示意图；图4为实施例二的主视方向示意图；图5为实施例三的立体示意图；图6为实施例三的主视方向示意图；图中：1安装板、2共振板、3中间体、4弹性阻尼层、5安装孔。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做一步的描述：实施例一多个车轮降噪块沿车轮内侧的圆周方向排成一圈，并安装在车轮内侧。如图1和图2所示，车轮降噪块包括稳固支架和弹性阻尼层4，稳固支架包括安装板1、共振板2和中间体3；弹性阻尼层4分为弹性部分和质量部分。其中：安装板1只有一层结构，左右端各设有半圆形安装孔5，相邻的两个车轮降噪块的安装板1上的两个半圆形安装孔5能组合成一个圆形安装孔5，中间体3的中部设有一个贯通中间体3和安装板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力吸振式车轮降噪块，车轮降噪块包括稳固支架和弹性阻尼层（4），稳固支架上开有安装孔（5），其特征在于，稳固支架包括安装板（1）、共振板（2）和中间体（3），共振板（2）包括弹性部分和质量部分，弹性部分和质量部分交替分布,弹性阻尼层（4）与共振板（2）交替分布。

【技术特征摘要】
1.一种动力吸振式车轮降噪块，车轮降噪块包括稳固支架和弹性阻尼层（4），稳固支架上开有安装孔（5），其特征在于，稳固支架包括安装板（1）、共振板（2）和中间体（3），共振板（2）包括弹性部分和质量部分，弹性部分和质量部分交替分布,弹性阻尼层（4）与共振板（2）交替分布。2.根据权利要求1所述的一种动力吸振式车轮降噪块，其特征在于，中间体（3）为一体式结构，中间体（3）设在安装板（1）上，共振板（2）设在中间体（3）的两侧，共振板（2）为悬臂梁式结构，同一侧的共振板（2）之间形成有空腔，弹性阻尼层（4）嵌在所述的空腔中和/或阻尼层（4）分布在稳固支架的外表面。3.根据权利要求2所述的一种动力吸振式车轮降噪块，其特征在于，稳固支架由金属材料制成，稳固支架的共振板（2）沿长度方向划分有弹性部分和质量部分，弹性部分的厚度小于质量部分的厚度和/或弹性部分的宽度小于质量部分的宽度；弹性阻尼层（4）由弹性阻尼材料制成，弹性阻尼层（4）与共振板（2）粘接成一个整体。4.根据权利要求1、2、3中任意一项所述的一种动力吸振式车轮降噪块，其特征在于，共振板（2）靠近中间体（3）的一端为弹性部分，远离中间体（3）的一端为质量部分；弹性阻尼层（4）嵌在共振板（2）之间，弹性阻尼层（4）为两层，上层的弹性阻尼层（4）外侧为长条状，内侧为n状，下层的弹性阻尼层（4）为长条状。5.根据权利要求1、2、3中任意一项所述的一种动力吸振式车轮降噪块，其特征在于，共振板（2）靠近中间体（3）的一端为弹性部分，远离中间体（3）的一端为质量部分；弹性阻尼层（4）嵌在共振板（2）之间，弹性阻尼层（4）为两层，上层的弹性阻尼层（4）外侧为长条状，内侧为方块状，且上层的方块状弹性阻尼层（4）与长条状弹性阻尼层（4）交替分布，下层的弹性阻尼层（4）为长条状。6.根据权利要求1、2、3中任意一项所述的一种动力吸振式车轮降噪块，其特征在于，共振板（2）靠近中间体（3）的一端为弹性部分，远离中间体（3）的一端为质量部分；弹性阻尼层（4）嵌在共振板（2）之...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺才春，查国涛，胡金昌，王心龙，傅荣，程海涛，涂奉臣，林胜，周海军，穆洪帅，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43