一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，它包括：它包括上盖板、下盖板、“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件，以及位于上盖板、下盖板和“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件组成的空间内设置的Bragger型声子晶体吸振组件。本发明专利技术整体结构简单、制造方便，对高速铁路列车车轮在中高频域内有良好的减振降噪效果，对工作环境的要求较低，可以用于降低高速铁路列车车轮的噪声，改善高速铁路列车车轮的噪声、振动特性，改善工人工作环境等。

A Vibration Absorber for High Speed Railway Wheel Based on Phononic Crystal

The present invention aims to provide a high-speed railway wheel vibration absorber based on phononic crystals, which includes: an upper cover plate, a lower cover plate, a localized phononic crystal vibration absorber assembly with \point defect\, and a space setting consisting of an upper cover plate, a lower cover plate and a localized phononic crystal vibration absorber assembly with \point defect\. Bragger type phononic crystal vibration absorber. The invention has the advantages of simple structure, convenient manufacture, good vibration and noise reduction effect for high-speed railway train wheels in medium and high frequency domain, low requirement for working environment, and can be used to reduce the noise of high-speed railway train wheels, improve the noise and vibration characteristics of high-speed railway train wheels, improve the working environment of workers, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器
本专利技术涉及的是一种吸振器，属于振动降噪
，具体涉及一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器。
技术介绍
在现有振动控制措施中，振动隔离是应用最广泛的一项技术，同时必须指出振动并不能完全消失，只能通过像振动隔离这种技术对振动进行削弱，直至振动的效应处在我们允许的范围内。声子晶体是由两种或两种以上弹性介质按不同晶格周期列复合的材料。在声子晶体中，密度和弹性常数不同的材料按结构周期性复合在一起，相互不连通的材料称为散射体，连通为一体的材料称为基体。声子晶体最重要的一个特性就是带隙特性：弹性波在声子晶体中传播时，受其内部周期结构的作用，形成特殊的色散关系即能带结构，色散关系曲线之间的频率范围称为带隙，在这个频率范围内弹性波无法传播。利用其带隙性质，可设计出全新隔振、降噪材料，所以声子晶体在工程领域有着广泛的应用前景。声子晶体理想周期结构的破坏称为缺陷。缺陷按其维数一般可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。一维声子晶体的缺陷主要由层状周期结构中局部结构周期性的改变形成的，比如在完整的一维声子晶体结构中移除任意位置的散射体，从而组成“点缺陷”结构，将振动局域在这一点。当声子晶体中存在缺陷时，其带隙内将产生所谓的缺陷态，带隙内的弹性波只能被局域在缺陷处或沿缺陷传播。缺陷态的存在会对声子晶体的带隙特性产生重要的影响。利用其缺陷态特性，可进一步优化设计声子晶体结构，从而设计出隔振效果更好的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供降低中高频域内振动的一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器。具体而言，本专利技术提供一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，其特征在于：它包括上盖板、下盖板、“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件，以及位于上盖板、下盖板和“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件组成的空间内设置的Bragger型声子晶体吸振组件。进一步地，其特征在于：上盖板、下盖板为尺寸一致的长方体，长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、15—30mm。进一步地，其特征在于：“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件包括方形套筒和多个散射体，方形套筒长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、250—400mm。进一步地，其特征在于：“点缺陷”局域化声子晶体散射体、布拉格散射型声子晶体散射体由铝材料制成。进一步地，其特征在于：方形套筒、Bragger型声子晶体吸振组件基体均由环氧树脂制成进一步地，其特征在于：通过在方形套筒上的完整声子晶体周期结构中移除任意位置的散射体来引入“点缺陷”，组成“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件。进一步地，其特征在于：上盖板和下盖板上均加工有相同数量的螺纹孔，方形套筒上加工有与上、下盖板螺纹孔相匹配的螺纹孔。进一步地，其特征在于：隔振垫层通过振动传递杆串联在一起，振动传递杆固定在上盖板、下盖板上的螺纹孔中，隔振垫层嵌入缓冲层的凹槽里，Bragger型声子晶体吸振组件周期均布在隔振垫层上，缓冲层通过三角钢固定在上、下盖板上。进一步地，其特征在于：振动传递杆为空心圆柱型，空心半径为25mm—35mm，柱厚为5mm。进一步地，其特征在于：Bragger型声子晶体吸振组件基体为周期均布在隔振垫层上地圆筒状结构，圆筒上加工有圆形孔，散射体布置在圆孔内。进一步地，其特征在于：振动传递杆由钢材料制成，隔振垫层由橡胶材料制成，缓冲层由泡沫混凝土材料制成。进一步地，其特征在于：基于声子晶体的高铁列车车轮吸振器组装过程为(1)隔振垫层上加工由空心圆孔，由振动传递杆将其串联起来。(2)上盖板和下盖板上分别加工有螺纹孔，振动传递杆两端加工有与上、下盖板相匹配的螺纹，将振动传递杆固定在上、下盖板上。(3)缓冲层上加工有凹槽，将隔振垫层嵌入进凹槽中。(4)利用三角钢，将橡胶缓冲板固定在上、下盖板上。(5)利用螺钉，分别将上盖板和下盖板固定在方形套筒上，完成组装。本专利技术的有益效果是：1.通过引入“点缺陷”声子晶体结构，可将振动局域在缺陷处。2.通过设置隔振垫层，缓冲层，更好地提高了吸振能力。3.利用Bragger型声子晶体地带隙特性，通过优化布置，在延长周期性材料的周期数的同时，提高了吸振能力。4.本专利技术结构简单，易于安装，可方便安装在高速铁路列车车轴上。附图说明图1是本专利技术的一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器的立体结构示意图。图2是图1的爆炸示意图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。具体实施方式一：结合图1-图2说明，本实施方式的一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器包括上盖板1、下盖板8、振动传递杆2、“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件6和7、Bragger型声子晶体吸振组件3、隔振垫层4、缓冲层5。其中,“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件包括方形套筒6和多个散射体7，多个散射体4均布固装在方形套筒上的圆形孔内。其中，Bragger型声子晶体吸振组件3包括圆形筒和多个散射体，多个散射体均布固装在圆筒上地圆孔内，隔振垫层4通过振动传递杆2串联在一起，振动传递杆2固定在上盖板1、下盖板8上的螺纹孔中，隔振垫层4嵌入缓冲层5的凹槽里，Bragger型声子晶体吸振组件3周期均布在隔振垫层4上，缓冲层5通过三角钢固定在上盖板1和下盖板8上。其中缓冲层5优选为整体成型，其具有底壁和四个侧壁，上部开口形成凹槽。另一优选方案中，缓冲层上部具有可打开和关闭的盖子。本实施方式的Bragger吸振组件3基体圆筒上地圆形孔是指套筒展开的板面上布置的圆形孔。多个布拉格散射型声子晶体散射体可充满各自相应的通孔布置。本实施方式的“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件是通过在方形套筒6上的完整声子晶体周期结构中移除任意位置的散射体7来引入“点缺陷”。优选地，“点缺陷”局域化声子晶体散射体7、布拉格散射型声子晶体散射体为与各自圆形通孔相匹配的环状薄片结构。如此设置，方便加工的同时，周期材料散射体的周期数也大大增加，带隙内的隔振效果显著提高。优选地，Bragger型声子晶体吸振组件基3体为周期均布在隔振垫层上的圆筒，散射体为与圆筒上圆孔相匹配的环状薄片结构。优选地，“点缺陷”局域化声子晶体散射体7、Bragger型散射型声子晶体散射体均由铝材料制成。优选地，方形套筒、Bragger散射型声子晶体吸振组件3基体均由环氧树脂材料制成。优选地，所述的上盖板1、下盖板上8分别加工有螺纹孔。如此设置，便于实现与外界需要隔离处理的零件或结构的连接。优选地，上盖板1和下盖板8均由橡胶材料制成。优选地，上盖板1、下盖板8为尺寸一致的长方体，长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、15—30mm。优选地，方形套筒6长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、250—400mm。优选地，振动传递杆2为空心圆柱型，空心半径为25—35mm，柱厚为5mm。优选地，振动传递杆2由钢材料制成。如此设置，便于更好的进行振动传递。优选地，隔振垫层4由橡胶制成。如此设置，便于进一步提高吸振能力。优选地，缓冲层5由泡沫混凝土制成。优选地，振动传递杆2上加工有与上盖板1和下盖板8螺纹孔相匹配的螺纹，如此设置，便于实现振动传递杆与上盖板1和下盖板8的连接。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，其特征在于：它包括上盖板、下盖板、“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件，以及位于上盖板、下盖板和“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件组成的空间内设置的Bragger型声子晶体吸振组件。

【技术特征摘要】
1.一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，其特征在于：它包括上盖板、下盖板、“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件，以及位于上盖板、下盖板和“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件组成的空间内设置的Bragger型声子晶体吸振组件。2.根据权利要求2所述的一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，其特征在于：上盖板、下盖板为尺寸一致的长方体，长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、15—30mm。3.根据权利要求2所述的一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器，其特征在于：“点缺陷”局域化声子晶体吸振组件包括方形套筒和多个散射体，方形套筒长、宽、高依次为150—300mm、150—300mm、250—400mm。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯青松，杨舟，辛伟，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36