一种隔振设备及应用该设备的轨道车辆制造技术

本发明专利技术涉及的一种隔振设备及应用该设备的轨道车辆，包括设置在车载设备与车体之间的一个或多个减振部件；所述减振部件包括支撑承载部，用于支撑所述车载设备与车体并承载减振部件；能量耗散部，用于通过对弯曲波以及垂向弹性波的响应共振以及内耗发热进行能量耗散。本发明专利技术通过支撑承载部实现了隔振设备的稳定性，采用能量耗散部对低频范围内形成弹性波响应共振及内耗发热进行能量耗散，实现了隔振效果。

【技术实现步骤摘要】
一种隔振设备及应用该设备的轨道车辆
本专利技术涉及一种针对低频段的隔振降噪装置，特别涉及一种隔振设备及应用该设备的轨道车辆。
技术介绍
轨道交通具有准时，载客量大，绿色节能以及方便等优点，越来越成为人们通勤出行以及中远距离出行的首选交通工作。但是轨道交通车辆在行驶过程中产生的低频振动与噪声极大地影响乘客舒适性，低频机械波及噪声在传播过程中穿透力强，难以衰减，对身体造成危害，这些低频噪声及振动主要来自于车辆设备激励振动，且设备安装空间极其有限，在50mm以内。传统的隔振器分为主动隔振器与被动隔振器两类，主动隔振器造价高、尺寸较大、工作环境要求较高以及需要主动耗能的缺点；被动隔振器隔振效果差且隔振频率达不到设计要求，且利用传统隔振器实现低频隔振，要求隔振器的固有频率低，意味着隔振器结构刚度低，需要权衡系统的隔振效果与系统稳定性。基于局域共振原理的声子晶体超材料可以产生带隙特征，其可衰减或阻隔带隙频率内机械波在结构中的传播，且可以利用小尺寸控制大波长，从而实现低频隔振；另一方面，基于负刚度理论通过周期结构设计可以实现负参数特性，如等效负刚度或负质量，结合等效负刚度与带隙具有较好对应性的理论，可以在保持较大承载能力的前提下尽可能降低系统的刚度，通过设计周期结构以及材料属性，使负刚度特性与局域共振声子超材料有效地结合起来达到超低频隔振的效果。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为解决现有技术中的技术问题，提供一种适减弱低频振动的隔振设备。本专利技术的另一个主要目的是提供一种应用上述设备的轨道车辆。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种隔振设备，包括设置在车载设备与车体之间的一个或多个减振部件；所述减振部件包括支撑承载部，用于支撑所述车载设备与车体并承载减振部件；能量耗散部，用于通过对弯曲波以及垂向弹性波的响应共振以及内耗发热进行能量耗散。基于上述技术方案，本专利技术所述的隔振设备通过支撑承载部实现了隔振设备的稳定性，采用能量耗散部对低频范围内形成弹性波响应共振及内耗发热进行能量耗散，实现了隔振效果。进一步，所述减振部件包括一个或多个晶胞，每个所述晶胞均包括有所述支撑承载部、能量耗散部。基于上述技术方案，多晶胞可由多种组合的方式，将多个在低频具有等效负刚度特性的晶胞形成具有实际应用功能的隔振部件，以适应不同的安装位置，便于小尺寸安装空间下的使用。进一步，所述支撑承载部包括竖梁，所述能量耗散部包括横梁及斜梁，所述晶胞为由竖梁、横梁及斜梁组成的米字型结构。晶胞采用米字型结构，其有限实体结构在激励-响应分析中具有多个频率附近具有损失量峰值且隔振效果较好，并且在尽可能保持承载能力的前提下降低晶胞结构的刚度。进一步，所述支撑承载部采用低密度高硬度的金属材料/高分子聚合物；所述能量耗散部采用丁腈橡胶、硅橡胶或者复合橡胶材料柔性材料。进一步，所述晶胞长为25mm、宽为20mm、高度为25mm，竖梁、横梁及斜梁的厚度为2mm，所述斜梁与横梁的角度为45度。基于上述技术方案，结合负刚度理论及局域共振超材料理论，通过设定隔振结构的材料属性，横梁的厚度，斜梁与横梁的角度，斜梁的厚度，使其在低频具有等效负刚度特性，形成具有等效负刚度特性的米字型晶胞结构以及由晶胞组成的减振部件。进一步，在所述减振部件与车载设备之间设置有上部外框架，所述上部外框架套设在减振部件上，在所述上部外框架上设置有用于与车载设备固定的外框架-设备连接螺栓结构、用于与支撑承载部固定的超材料-外框架连接螺栓结构。进一步，在所述减振部件与车体之间设置有下部外框架，所述下部外框架套设在减振部件上，在所述下部外框架上设置有用于与车体固定的外框架-车体连接螺栓结构、用于与支撑承载部固定的超材料-外框架连接螺栓结构。上、下部外框架结构一方面限制所述减振部件最大横向及垂向位移，提高减振部件防冲击能力，同时也承担连接内部减振部件与车载设备和车体的功能。进一步，所述上部外框架、下部外框架通过上-下外框架连接螺栓结构固定连接。通过将上、下部外框架固定为一体，提高了内部减振部件和外框架整体的稳定性。进一步，在所述上部外框架、下部外框架之间设置有橡胶缓冲垫片。橡胶缓冲垫片可以根据实际需求进行调节尺寸及材料参数，其功能是防止上、下部外框架接触破坏，同时也可以缓冲减振。本专利技术的另一个技术方案是：一种轨道车辆，包括车体及各类车载设备，在所述车载设备与车体之间设置有如上述的一种隔振设备。综上内容，本专利技术所述的一种隔振设备及应用该设备的轨道车辆，具有如下优点：1、通过将减振部件设置为具有负刚度特性，在超低频范围内形成弹性波不能通过的禁带，并在减振部件外设置上、下外框架，从而将内部米字型负刚度特性的减振部件与车体和振源设备连接起来，形成具有实际应用功能的结构，起到有效的低频减振功能并能够承载车辆设备。2、在小尺寸安装空间下，有效实现对车载设备低于100Hz的低频振动噪声的良好隔振隔声效果，增加设备使用寿命，改善乘坐环境。3、米字型晶胞结构的有限实体结构在激励-响应分析中具有多个频率附近具有损失量峰值且隔振效果较好。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术垂向剖面示意图；图3是本专利技术晶胞的结构示意图；图4是本专利技术减振部件的结构示意图；图5是本专利技术单晶胞的带隙图；图6是本专利技术减振部件传递损失曲线图。如图1至图6所示，减振部件1、竖梁1-1、横梁1-2、斜梁1-3、上部外框架2、下部外框架3、外框架-设备连接螺栓结构4、超材料-外框架连接螺栓结构5、外框架-车体连接螺栓结构6、上-下外框架连接螺栓结构7、橡胶缓冲垫片8。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1和图2所示，一种隔振设备，包括设置在车载设备与车体之间的一个或多个减振部件1，减振部件1外部设置有上部外框架2、下部外框架3。本专利技术通过将减振部件1设置为具有负刚度特性，在超低频范围内形成弹性波不能通过的禁带，并在减振部件1外设置上、下外框架，从而将内部米字型负刚度特性的减振部件1与车体和振源设备连接起来，形成具有实际应用功能的结构，起到有效的低频减振功能并能够承载车辆设备。经实验论证，本专利技术在小尺寸安装空间下，能有效实现对车载设备低于100Hz的低频振动噪声的良好隔振隔声效果，增加设备使用寿命，改善乘坐环境。减振部件1包括支撑承载部，用于支撑所述车载设备与车体并承载减振部件。能量耗散部，用于通过对弯曲波以及垂向弹性波的响应共振以及内耗发热进行能量耗散。本专利技术所述的隔振设备通过支撑承载部实现了隔振设备的稳定性，采用能量耗散部对低频范围内形成弹性波响应共振及内耗发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔振设备，其特征在于：包括设置在车载设备与车体之间的一个或多个减振部件；/n所述减振部件包括支撑承载部，用于支撑所述车载设备与车体并承载减振部件；/n能量耗散部，用于通过对弯曲波以及垂向弹性波的响应共振以及内耗发热进行能量耗散。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔振设备，其特征在于：包括设置在车载设备与车体之间的一个或多个减振部件；
所述减振部件包括支撑承载部，用于支撑所述车载设备与车体并承载减振部件；
能量耗散部，用于通过对弯曲波以及垂向弹性波的响应共振以及内耗发热进行能量耗散。


2.根据权利要求1所述的一种隔振设备，其特征在于：所述减振部件包括一个或多个晶胞，每个所述晶胞均包括有所述支撑承载部、能量耗散部。


3.根据权利要求2所述的一种隔振设备，其特征在于：所述支撑承载部包括竖梁，所述能量耗散部包括横梁及斜梁，所述晶胞为由竖梁、横梁及斜梁组成的米字型结构。


4.根据权利要求3所述的一种隔振设备，其特征在于：所述支撑承载部采用低密度高硬度的金属材料/高分子聚合物；所述能量耗散部采用丁腈橡胶、硅橡胶或者复合橡胶材料柔性材料。


5.根据权利要求4所述的一种隔振设备，其特征在于：所述晶胞长为25mm、宽为20mm、高度为25mm，竖梁、横梁及斜梁的厚度为2mm，所述斜梁与横梁的角度为45度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，李盈利，高宝杰，王京军，赵艳菊，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37