本发明专利技术提供一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：它包括调谐质量扣压弹条、螺旋道钉、弹性垫圈、螺母、液压粘滞阻尼器、调高垫板。本发明专利技术整体结构简单、制造方便，可高铁、地铁等轨道交通中布置，可以有效的减少吸收由于轨道不平顺引起的轮轨振动引起的对周围环境的影响，有效的降低列车在运行过程中引起的地面振动，改善线路沿线周边居民的居住环境。
A New Periodic Fastener Structure Based on Hydraulic Viscous Damping
The invention provides a novel periodic fastener structure based on hydraulic viscous damping, which is characterized by: tuned mass buckling spring, screw track nail, elastic washer, nut, hydraulic viscous damper and elevating cushion plate. The invention has the advantages of simple structure and convenient manufacture, can be arranged in rail transit such as high-speed railway and subway, can effectively reduce the influence of wheel-rail vibration caused by track irregularity on the surrounding environment, effectively reduce the ground vibration caused by train operation, and improve the residential environment of residents along the line.
【技术实现步骤摘要】
一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构
本专利技术涉及的是一种扣件系统，属于振动降噪
，具体涉及一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构。
技术介绍
在现有的高铁、地铁等轨道交通振动控制措施中，多采用减振扣件来控制由于轨道不平顺引起的轮轨振动引起的对周围环境的影响，所达到的技术标准有限，有时候不能满足现有的振动噪声控制标准，反而会增大周围环境的振动，无法达到技术标准的要求。需要知道的是，在已有的振动控制措施中，振动并不能完全消失，只能通过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。例如，通过在地铁隧道内使用双层非线性扣件、浮轨扣件等减振扣件理论上可以减少地面的振动响应，但是有时会使得地面振动放大的现象，特别是浮轨扣件和双层非线性扣件会使得地面振动向低频偏移。往往达不到预期的减振效果并且由于采用减振扣件，导致扣件垂向刚度小于传统扣件，使得轨道强度降低，导致钢轨侧磨波磨病害的发生。钢轨-扣件-轨枕具有良好的周期性，在固体物理学中，周期性结构具有对弹性波的衰减域特性，即带隙特性。当弹性波的频率落在衰减域范围内时，波的传播将大大衰减。间隙粘滞阻尼器的工作原理是阻尼器受到外界冲击时，缸体与活塞产生相对运动，活塞一侧的容积变小，迫使黏性阻尼材料经过间隙流向体积增大的一侧，阻尼材料的剪切流动产生阻尼力来耗散冲击能量，从而达到缓冲的目的。希望该阻尼器产生很大的阻力，既能限制钢轨的位移，又能吸收能量和分担冲击力。利用周期性结构其带隙性质，可设计出全新隔振、降噪结构，结合间隙粘滞阻尼原理，设计新型扣件，希望该扣件系统在保持较大刚度的情况下，能产生很大的阻力，既能限制钢轨的位移，又能吸收能量和分担冲击力。在波的传播路径上着手，减少地面振动响应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构有效的降低列车在运行过程中引起的地面振动，改善线路沿线周边居民的居住环境。具体而言，本专利技术的目的在于提供一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：其特征在于：它包括调谐质量扣压弹条1、螺旋道钉2、弹性垫圈3、螺母4、液压粘滞阻尼器5、调高垫板6。进一步的，其特征在于：调谐质量扣压弹条1是一种由碳纤维材料生产的新型弹条，相比与传统的弹性材料，碳纤维的刚度和强度都由于传统弹条材料，且密度只有传统弹条的1/4左右。在调谐质量扣压弹条中部设置便于调节质量嵌入孔1-1，通过改变嵌入孔内嵌入体1-2的质量以达到控制调谐质量的功能。协调质量扣压弹条1通过螺旋道钉2、弹性垫圈3、螺母4固定在液压粘滞阻尼器5上。进一步的，其特征在于：调谐质量扣压弹条1与钢轨轨腰接触，调谐质量扣压弹条1在于钢轨轨腰接触面进行毛化处理，毛面1-1上布置W型折线，以增大接触面的摩擦阻力，防止调谐质量扣压弹条1与钢轨之间发生相对位移。进一步的，其特征在于：调谐质量扣压弹条1在其中部设置调节质量空腔，通过嵌入体1-2的质量M来调节整个调谐质量扣压弹条的力学模型。通过仿真计算，当改变嵌入体1-2的质量M时，会出现不同的带隙特性，对不同要求的工况进行减振。进一步的，其特征在于：螺旋道钉2是一种г型结构，向下可以将调谐质量扣压弹条1通过弹性垫圈3和螺母4与液压粘滞阻尼器5紧紧固定，向右可以使得调谐质量扣压弹条1紧紧扣住钢轨。进一步的，其特征在于：螺旋道钉2包括垂向部2-1和横向部2-2以及挡板2-3组成。垂向部2-1表明具有螺纹，以便于将调谐质量扣压弹条1固定在液压粘滞阻尼器5上，且固定液压粘滞阻尼器内活塞5-3。横向部2-2是一种压紧装置，可以通过旋转紧紧压住调谐质量扣压弹条1已达到进一步紧紧扣住钢轨的目的。当通过横向部2-2扣压调谐质量扣压弹条1时，挡板2-3起到压紧嵌入体1-2的目的。进一步的，其特征在于：弹簧垫圈3具有合适的刚度，在保证能很好的满足垫圈的作用外，还应产生一定的形变。进一步的，其特征在于：液压粘滞阻尼器5是一个圆柱结构内径为D，在底部是个脚分别布置4个螺栓孔5-1，通过4个螺栓孔5-1将其固定在轨枕上。内部充满二甲基硅油5-2，其密度为ρ、动力黏度μ、体积弹性系数K。内置活塞5-3直径d，活塞固定在螺旋道钉2上，活塞5-2与液压粘滞阻尼器5内壁之间的间隙为h。通过调谐质量扣压弹条1将力传递到液压粘滞阻尼器5，油液的体积弹性模量为V为活塞上方油液体积，ΔV为体积改变量，Δp为压力变化量。进一步的，其特征在于：调高垫板6具有很大的刚度，达到在扣件工作状态下不发生形变。通过控制活塞5-2与液压粘滞阻尼器5内壁之间的间隙为h来控制K。通过油液的剪切流动来消耗冲击的能量。附图说明图1是本专利技术的一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构示意图(沿钢轨方向)。图2是本专利技术的一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构示意图(钢轨侧向)。图3是图1中调谐质量扣压弹条1的示意图，其中，a是剖面图，b是局部侧视图，c是嵌入体结构图。图4a是图1中螺旋道钉2的示意图。图4b是图4a中横向部2-2的俯视图。图5是图1中液压粘滞阻尼器5的示意图。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5说明，本实施方式的本专利技术的目的在于提供一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，以无砟轨道为例，其特征在于：它包括调谐质量扣压弹条1、螺旋道钉2、弹性垫圈3、螺母4、液压粘滞阻尼器5、调高垫板6。其中，调谐质量扣压弹条1一端与钢轨轨腰接触，另一端固定在液压粘滞阻尼器5上。其中，所述调谐质量扣压弹条1通过螺旋道钉2等部件固定在钢轨轨腰和液压粘滞阻尼器5上。优选的，调谐质量扣压弹条1是一种由碳纤维材料生产的新型弹条，相比与传统的弹性材料，碳纤维的刚度和强度都由于传统弹条材料，且密度只有传统弹条的1/4左右。在调谐质量扣压弹条中部设置便于调节质量嵌入孔1-1，通过改变嵌入孔内嵌入体1-2的质量以达到控制调谐质量的功能。协调质量扣压弹条1。优选的，调谐质量扣压弹条1与钢轨轨腰接触，调谐质量扣压弹条1在于钢轨轨腰接触面进行毛化处理，毛面1-1上布置W型折线，以增大接触面的摩擦阻力，防止调谐质量扣压弹条1与钢轨之间发生相对位移。优选的，调谐质量扣压弹条1在其中部设置调节质量空腔，通过嵌入体1-2的质量M来调节整个调谐质量扣压弹条的力学模型。通过仿真计算，当改变嵌入体1-2的质量M时，会出现不同的带隙特性，对不同要求的工况进行减振。优选的，螺旋道钉2是一种г型结构，向下可以将调谐质量扣压弹条1通过弹性垫圈3和螺母4与液压粘滞阻尼器5紧紧固定，向上可以使得调谐质量扣压弹条1紧紧扣住钢轨。优选的，螺旋道钉2包括垂向部2-1和横向部2-2以及挡板2-3组成，优选地，垂向部2-1和横向部2-2之间的夹角为90°-100°，更优选地，略微为钝角的95度，能够在节省空间时、有更高的抗压强度。垂向部2-1表面具有螺纹，以便于将调谐质量扣压弹条1固定在液压粘滞阻尼器5上，优选地，所述垂向部2-1穿过所述液压粘滞阻尼器5并固定在其底部，且固定住液压粘滞阻尼器内活塞5-3。横向部2-2是一种螺旋压紧装置，可以通过旋转紧紧调整横向部2-2的长度，进而可以压住调谐质量扣压弹条1以达到紧紧扣住钢轨的目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：它包括调谐质量扣压弹条、螺旋道钉、弹性垫圈、螺母、液压粘滞阻尼器、调高垫板
【技术特征摘要】
1.一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：它包括调谐质量扣压弹条、螺旋道钉、弹性垫圈、螺母、液压粘滞阻尼器、调高垫板2.根据权利要求1所述的一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：调谐质量扣压弹条是一种由碳纤维材料生产的新型弹条，相比与传统的弹性材料，碳纤维的刚度和强度都由于传统弹条材料，且质量只有传统弹条的1/4左右。在调谐质量扣压弹条中部设置便于调节质量嵌入孔，通过改变嵌入孔内装置的质量以达到控制调谐质量的功能。3.根据权利要求1所述的一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，其特征在于：螺旋道钉是一种г型结构，向下可以将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凌，张运来，杨舟，冯青松，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36
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