專利名稱：用于高速列車玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速列車車內(nèi)噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置。
背景技術(shù)：
噪聲控制領(lǐng)域應(yīng)用的吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)種類很多，依其吸聲機(jī)理可分為三大類，即多孔性吸聲材料、共振型吸聲結(jié)構(gòu)和兼有兩者特點(diǎn)的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。例如，超細(xì)玻璃棉和聚氨脂泡沫等屬于多孔性吸聲材料，薄板吸聲結(jié)構(gòu)、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板吸聲體等屬于共振型吸聲結(jié)構(gòu)，而像礦棉板吊預(yù)結(jié)構(gòu)屬于復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。馬大猷于1975年在《中國科學(xué)》上發(fā)表的關(guān)于“微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論與設(shè)計”的文章，正式提出了“微穿孔板吸聲體”的概念，開拓了共振吸聲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域。與普通穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)相比，微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是直徑在Imm以下，其吸聲頻帶寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，具有寬吸聲頻帶特性，在吸聲降噪和改善室內(nèi)音質(zhì)方面有著廣泛的應(yīng)用。微縫板吸聲體與微穿孔板吸聲體相似，即微孔形狀變化為狹長的窄縫，其吸聲特性理論公式也只是計算系數(shù)略有不同。另外，微穿孔狀結(jié)構(gòu)板可用多種材料制成，具有耐高溫、耐腐蝕、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。我國列車提速后噪聲問題顯得愈加突出，已成為制約高速鐵路技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，噪聲污染不僅嚴(yán)重影響車內(nèi)的安靜性和乘員的舒適性，而且也影響了高鐵沿線區(qū)域居民的生活環(huán)境。列車車廂內(nèi)噪聲控制最有效的方法是通過內(nèi)部聲學(xué)材料與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來有效吸收和隔離內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)振動與噪聲源。根據(jù)實車運(yùn)行測試發(fā)現(xiàn)，高速列車車廂連接處的噪聲級明顯較高，車外噪聲可以通過車廂玻璃間壁和門傳入車廂內(nèi)部，所以高速列車車廂玻璃間壁和門處是主要的聲源集中點(diǎn)之一。針對高速列車車廂玻璃間壁和門處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噪音頻率分布規(guī)律，設(shè)計最近的吸聲降噪裝置是行業(yè)內(nèi)急需解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新型的用于高速列車車廂玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，包括側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板與列車車廂連接處玻璃間壁和門共同組成封閉空腔。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿孔板，所述微穿孔板的厚度為O. 01 10. Omm,所述微穿孔板上的穿孔直徑為O.1 1. 0mm，穿孔率O. 1% 10%。所述的微穿孔板的厚度O.1 5mm,所述微穿孔板上的穿孔直徑O. 2 O. 8mm,穿孔率O. 25% 5%o
所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿縫板，所述微穿縫板的厚度為O. 01 10. Omm,所述微穿縫板上的穿縫寬度為O.1 1. 0mm，穿縫率O. 1% 10%。所述微穿縫板的厚度為0.01 5. 0mm，所述微穿縫板上的穿縫寬度為O. 2
O.8mm ,穿縫率 O.1 % 5 %。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板包括第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，形成雙層微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板位于所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和所述列車車廂的玻璃間壁和門之間；所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板至所述玻璃間壁和門之間封閉空腔深度10 400mm，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距離5 100mm。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上鋪設(shè)有微穿孔薄膜或微穿縫薄膜，或者所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板用微穿孔薄膜和微穿縫薄膜代替。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為透明材料。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板粘接或焊接在所述側(cè)板上，與所述側(cè)板間為硬接觸；所述側(cè)板與所述列車車廂連接處的玻璃間壁和門之間為粘連或焊接，也為硬接觸。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的穿孔的排列方式為規(guī)則的三角形或正方形排列方式，或采用非規(guī)則排列方式。本發(fā)明所謂的微穿孔狀結(jié)構(gòu)，可以是各種形狀的微穿孔，也可以是微穿縫，以達(dá)到吸聲的作用。本發(fā)明中所謂的穿孔率=穿孔面積/板面積X 100% ;本發(fā)明所謂的穿縫率=穿縫面積/板面積X 100%。本發(fā)明提出了一種微穿孔板復(fù)合腔體共振吸聲結(jié)構(gòu)，針對列車高速運(yùn)行時出現(xiàn)高噪聲級的頻率段，對吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，最終達(dá)到有效吸聲降噪的目的。本發(fā)明的有益效果如下(I)本發(fā)明裝置是根據(jù)高速列車實車運(yùn)行測試的試驗結(jié)果，針對列車內(nèi)需要重點(diǎn)降噪的頻段所特別設(shè)計；本發(fā)明裝置設(shè)計適應(yīng)了高速列車車廂內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，在不影響乘客乘坐的前提下，盡可能的利用車廂內(nèi)有限的空間，同時針對高速列車車廂間玻璃間壁和門處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噪音頻率分布規(guī)律，微穿孔板具有硬度大和透明等特點(diǎn)，能夠在大幅度提高吸聲效果的前提下，不會影響乘客的視野。(2)本發(fā)明在實際的應(yīng)用中，微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲裝置取代原有車內(nèi)的各種多孔性吸聲材料，能夠在大幅度提聞吸聲效果的如提下，減少污染和對人體健康的危害。


圖1為本發(fā)明裝置在高速列車內(nèi)鋪設(shè)位置示意圖，主要鋪設(shè)在高速列車車廂玻璃間壁和門處。圖2為本發(fā)明裝置安裝位置放大示意圖。圖3為本發(fā)明的微穿孔或微穿縫透明板吸聲裝置示意圖，即由一穿有若干孔洞或窄縫的第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和側(cè)板構(gòu)成，安裝時將側(cè)板開放一端與車廂間列車玻璃間壁和門相連，并一同圍成封閉空腔。圖4為本發(fā)明的微穿孔或微穿縫吸聲裝置另一種實施結(jié)構(gòu)示意圖，即在第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和背板之間添加第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板。
圖5為實施例1所述的單層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在聲波正入射時吸聲系數(shù)的頻譜分布曲線圖。圖6為實施例2所述的雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在聲波正入射時吸聲系數(shù)的頻譜分布曲線圖。圖7為實施例3所述的微穿孔板覆合薄膜結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的測試結(jié)果。圖8為實施例4所述的微穿縫板結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的測試結(jié)果。1、第一孔洞或窄縫2、第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板3、側(cè)板4、第二孔洞或窄縫5、第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板6、車廂玻璃間壁和門7、列車天花板8、列車滾動數(shù)字顯示屏9、列車裙板。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1 :參考圖3，本實施例制作了一種本發(fā)明的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。該裝置由透明有機(jī)玻璃板制作的第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2和透明有機(jī)玻璃板制作的側(cè)板3組成，二者與車廂間玻璃間壁和門共同構(gòu)成封閉空腔，該封閉空腔的深度為25_，厚度為O. 2_，第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上設(shè)有第一孔洞I，第一孔洞I直徑為O. 2_，第一孔洞I穿孔百分率為1%，第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上第一孔洞I的排列方式為規(guī)則的正方形排列。根據(jù)實施例1參數(shù)設(shè)計的微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)頻譜曲線如附圖5所示。從圖中可以看到，頻率在1500Hz左右時，吸聲系數(shù)達(dá)到最大值，此處的吸聲系數(shù)接近于I。根據(jù)以往高速列車實車運(yùn)行測試的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這正是車內(nèi)噪聲級較高的頻段之一。實施例2 參考圖4，本實施例制作了一種本發(fā)明的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。該裝置由透明有機(jī)玻璃制作的第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2和第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板5、側(cè)板3以及車廂間玻璃間壁和門組成封閉空腔。第一層的微穿孔板封閉空腔的深度為10mm，厚度為O. 2mm，第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上設(shè)有第一孔洞1，第一孔洞I直徑為O. 4_，第一孔洞I穿孔百分率為O. 785，第二層微穿孔板封閉空腔的深度D為20mm，厚度為O. 2mm,第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板5上設(shè)有第二孔洞4，第二孔洞4直徑為O. 4mm，第二孔洞4穿孔百分率為O. 785。第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板5上第二孔洞4和第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上第一孔洞I排列方式為規(guī)則的正方形排列。根據(jù)實施例2參數(shù)設(shè)計的微穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)頻譜曲線如附圖6所示。從圖中可以看到，頻率在900Hz和2700Hz左右時，吸聲系數(shù)達(dá)到峰值。根據(jù)以往高速列車實車運(yùn)行測試的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩處都屬于車內(nèi)噪聲級較高的頻段。實施例3 本實施例與實施例2的區(qū)別在于采用一定范圍厚度的透明板材制作微穿孔板，如玻璃和塑料等材料，板上均勻穿孔，孔徑為大于O. 8mm，選擇確定的穿孔率傳統(tǒng)機(jī)械加工即可實現(xiàn)，在襯板的表面覆上一層薄膜，在對應(yīng)于襯板穿孔位置的薄膜上再行穿孔?？讖?O. 3mm。形成穿孔襯板復(fù)合微穿孔板薄膜結(jié)構(gòu)。在薄膜上穿小孔簡單易行，因此，這一結(jié)構(gòu)解決了微穿孔板鉆孔加工工藝上的難題，在該板后面設(shè)置空氣層，在寬頻帶取得較好的吸聲效果。另外，薄膜可以為透明，也可以印有彩色圖案，具有一定的裝飾作用，可廣泛用于高速列車車廂各個部位。下面進(jìn)一步說明。以3. Omm厚的有機(jī)玻璃作為襯板，上面均勻鉆孔，孔徑為O. 8mm，孔間距為2. 0mm，穿孔率為12. 56%，在襯板的表面覆以薄膜，膜厚O. 06mm，在對應(yīng)于襯板孔的位置的薄膜上穿孔，孔徑約為O. 2mm，空氣層厚度為50mm。該結(jié)構(gòu)樣品的試驗結(jié)果以及襯板的吸聲曲線見圖7。從圖看出該結(jié)構(gòu)在較寬頻帶取得了較好的吸聲效果。實施例4 制作透明材料的微穿縫板，其中縫長2. 5mm、縫寬O. 4mm、縫深1. 6mm、縫間距5mm、
縫間距4%、縫后空腔22. 7cm、縫以正方形排列。圖8為實施例4所述的微穿縫板結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的測試結(jié)果。以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:包括側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板與列車車廂連接處玻璃間壁和門共同組成封閉空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿孔板，所述微穿孔板的厚度為0.0l 10.0mm,所述微穿孔板上的穿孔直徑為0.1 1.0mm,穿孔率0.1% 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述的微穿孔板的厚度0.1 5mm，所述微穿孔板上的穿孔直徑0.2 0.8mm，穿孔率 0.25% 5%0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿縫板，所述微穿縫板的厚度為0.01 10.0mm，所述微穿縫板上的穿縫寬度為0.1 1.0mm，穿縫率0.1% 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿縫板的厚度為0.01 5.0mm，所述微穿縫板上的穿縫寬度為0.2 0.8mm ,穿縫率 0.1 % 5 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板包括第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，形成雙層微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板位于所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和所述列車車廂的玻璃間壁和門之間；所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板至所述玻璃間壁和門之間封閉空腔深度10 400mm，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距離5 100mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上鋪設(shè)有微穿孔薄膜或微穿縫薄膜，或者所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板用微穿孔薄膜和微穿縫薄膜代替。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為透明材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板粘接或焊接在所述側(cè)板上，與所述側(cè)板間為硬接觸；所述側(cè)板與所述列車車廂連接處的玻璃間壁和門之間為粘連或焊接，也為硬接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的穿孔的排列方式為規(guī)則的三角形或正方形排列方式，或采用非規(guī)則排列方式。
全文摘要
一種用于高速列車車廂連接處玻璃間壁和門的微穿孔透明板吸聲裝置，包括側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板與列車車廂連接處玻璃間壁和門共同組成封閉空腔。本發(fā)明裝置是根據(jù)高速列車實車運(yùn)行測試的試驗結(jié)果，針對列車內(nèi)需要重點(diǎn)降噪的頻段所特別設(shè)計；本發(fā)明針對高速列車車廂連接處玻璃間壁和門處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噪音頻率分布規(guī)律，微穿孔板具有硬度大和透明等特點(diǎn)，能夠在大幅度提高吸聲效果的前提下，不會影響乘客的視野；用微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲裝置取代原有車內(nèi)的各種多孔性吸聲材料，能夠在大幅度提高吸聲效果的前提下，減少污染和對人體健康的危害。
文檔編號B61D19/02GK103072588SQ20111041318
公開日2013年5月1日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者楊弘, 白國鋒, 隋富生, 郭偉強(qiáng), 程九梅 申請人:楊弘, 白國鋒, 隋富生, 郭偉強(qiáng), 程九梅