一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)涉及軌道客車地板領(lǐng)域，該地板鋁型材腹板上表面噴涂自由粘彈性阻尼材料；地板鋁型材內(nèi)腔填充聚氨酯吸聲材料；地板鋁型材頂板上表面和下支撐粘接粘彈性阻尼材料；粘彈性阻尼材料上方粘接約束層鋁板；地板鋁型材上方粘接下支撐；下支撐與上支撐之間用橡膠墊連接；約束層鋁板與隔音墊之間鋪設(shè)防寒材；隔音墊與鋁板粘接組成整體再與彈性支撐粘接；鋁板上方粘接發(fā)泡鋁，發(fā)泡鋁上方粘接鋁板。本發(fā)明通過改進(jìn)地板結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)整體剛度，提高隔聲量；通過仿真測試結(jié)果將板件厚度具體化，在減振降噪性能達(dá)到最優(yōu)化的同時(shí)滿足車體輕量化的發(fā)展需要；在車體地板材料選擇方面，優(yōu)先選擇環(huán)保節(jié)能的新型材料。
【專利說明】一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軌道客車地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié) 構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 車內(nèi)噪聲已經(jīng)成為高速列車持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的一個(gè)亟待解決的問題。而地板空氣 傳聲是車內(nèi)噪聲的主要來源，提高車體地板隔聲性能，對(duì)改善車內(nèi)聲場環(huán)境具有重要意義， 同時(shí)也為高速列車低噪聲設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。
[0003] 專利號(hào)為ZL201220016209. 3的中國專利公開了一種高隔聲地板結(jié)構(gòu)，此地板結(jié) 構(gòu)提高了地板隔聲性能，降低了列車噪聲，但該地板結(jié)構(gòu)存在下述缺點(diǎn)：地板鋁型材內(nèi)腔每 隔1個(gè)型腔用聚氨酯填充滿一個(gè)型腔，另一個(gè)型腔無任何填充材料，這樣不能充分利用現(xiàn) 有空間資源，進(jìn)而更大限度提高隔聲量；該地板結(jié)構(gòu)中隔音墊與地板鋁型材之間用木梁粘 接，木梁結(jié)構(gòu)剛度偏大，不能起到很好的減振效果；該地板結(jié)構(gòu)中表層木板隔聲效果不顯 著，易受潮變形，且容易發(fā)生安全隱患。
[0004] 隨著列車輕量化技術(shù)的發(fā)展，近年來鋁合金擠壓型材憑借其優(yōu)點(diǎn)成為高速列車車 體的主導(dǎo)材料，各種各樣的中空鋁型材復(fù)合地板結(jié)構(gòu)也應(yīng)運(yùn)而生，地板結(jié)構(gòu)在減輕車體自 重的同時(shí)，也開始向減振降噪的方向發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，滿足地板環(huán)保及高隔聲量 的需要；其通過改進(jìn)地板結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)整體剛度，提高隔聲量；通過仿真測試結(jié)果將板 件厚度具體化，在減振降噪性能達(dá)到最優(yōu)化的同時(shí)滿足車體輕量化的發(fā)展需要；在車體地 板材料選擇方面，優(yōu)先選擇環(huán)保節(jié)能的新型材料。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0007] -種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其地板鋁型材的腹板上表面噴涂自由粘彈性阻 尼材料，地板鋁型材的內(nèi)腔填充聚氨酯吸聲材料，地板鋁型材的頂板上表面和下支撐均粘 接粘彈性阻尼材料，粘彈性阻尼材料上方粘接約束層鋁板，地板鋁型材上方粘接下支撐，下 支撐與上支撐之間通過橡膠墊連接，約束層鋁板與隔音墊之間鋪設(shè)防寒材，隔音墊先與鋁 板粘接組成整體再與防寒材、上支撐粘接，鋁板上方粘接發(fā)泡鋁，發(fā)泡鋁上方粘接鋁板。
[0008] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0009] 1、地板鋁型材腹板上表面噴涂1mm自由粘彈性阻尼材料，降低腹板結(jié)構(gòu)中高頻局 部振動(dòng)聲輻射，鋁型材各頻段隔聲量能提高約ldB。
[0010] 2、選擇中空鋁型材作為基板可以減輕車體自重，提高乘坐舒適性；地板鋁型材內(nèi) 腔中的每個(gè)型腔全部填充聚氨酯隔聲材料，充分利用現(xiàn)有空間資源，最大限度提高隔聲量， 提1?中1?頻吸聲能力。
[0011] 3、下支撐與上支撐之間用橡膠墊連接，降低了結(jié)構(gòu)振動(dòng)由下向上傳遞系數(shù)，抑制 了結(jié)構(gòu)傳聲。
[0012] 4、約束阻尼層中，粘彈性阻尼材料厚度為0. 3mm，約束層鋁板厚度為0. 4mm，兩者 共同構(gòu)成約束阻尼層，仿真結(jié)果表明其厚度組合使地板結(jié)構(gòu)在高頻區(qū)域隔聲效果達(dá)到最 優(yōu)，同時(shí)滿足車體板件結(jié)構(gòu)輕量化的要求。
[0013] 5、鋁板中加入泡沫鋁夾層，和同厚度的鋁板相比，質(zhì)量減半，并且可以有效提高地 板低頻段的隔聲效果。
[0014] 6、鋁材和不助燃的防寒材為新型隔聲地板的主要材料，無有毒有害氣體，無刺激 性氣味，并且保暖防火，具有環(huán)保安全的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明腹板上表面鋪設(shè)不同厚度自由粘彈性阻尼材料鋁型材的隔聲量示 意圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明高頻區(qū)不同厚度粘彈性材料計(jì)算結(jié)果示意圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明高頻區(qū)不同厚度約束層計(jì)算結(jié)果示意圖。
[0019] 圖5為本發(fā)明采用同一種不同厚度隔音墊時(shí)內(nèi)地板頻率隔聲量示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明的新型環(huán)保隔聲減振高速列車地板結(jié)構(gòu)，其地板鋁型材1腹板 上表面噴涂自由粘彈性阻尼材料2 (例如：常州蘭錦ZN03);地板鋁型材1內(nèi)腔的每個(gè)型腔 都填充聚氨酯吸聲材料3 ;地板鋁型材1頂板上表面和下支撐12粘接粘彈性阻尼材料4 (例 如：常州蘭錦ZN03);粘彈性阻尼材料4上方粘接約束層鋁板5 ;地板鋁型材1上方粘接下 支撐12 ;下支撐12與上支撐13之間用橡膠墊或阻尼墊11連接，降低了連接剛度，起到緩 沖減振的作用，同時(shí)也降低了結(jié)構(gòu)振動(dòng)由下向上的傳遞系數(shù)，抑制了結(jié)構(gòu)傳聲；約束層鋁板 5與隔音墊7之間鋪設(shè)防寒材6 (例如：巴斯夫）；隔音墊7 (例如：富通3D)先與鋁板8粘 接組成整體再與上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的彈性支撐粘接；鋁板8上方粘接發(fā)泡鋁9,發(fā)泡鋁9上方粘 接鋁板10。
[0022] 圖2給出了腹板上表面鋪設(shè)不同厚度自由阻尼層下，鋁型材隔聲量及聲輻射系數(shù) 的仿真測試結(jié)果。可以看出，當(dāng)自由粘彈性阻尼材料2的厚度為1_時(shí)，鋁型材各頻段隔聲 量能提高約ldB，降低了鋁型材振動(dòng)。
[0023] 本發(fā)明的地板結(jié)構(gòu)中采用粘彈性阻尼材料4厚度0. 3mm，約束層鋁板5厚度0. 4mm 的最佳約束阻尼層厚度組合。圖3和圖4分別給出了高頻區(qū)域粘彈性材料和約束層在不同 厚度下的結(jié)構(gòu)阻尼損失系數(shù)，隔聲量及聲輻射系數(shù)的仿真測試結(jié)果。
[0024] 如圖3所示，粘彈性材料厚度對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼損失因子、隔聲量均有較明顯的影響。由 圖3(a)可知，在一定的范圍內(nèi)，增大粘彈性材料厚度可使結(jié)構(gòu)阻尼損失因子增大，表明粘 彈性層充分發(fā)揮了其剪切耗能的作用；當(dāng)厚度達(dá)到〇. 3mm時(shí)，阻尼損失因子隨著頻率的增 加開始下降，且隨著厚度的增加下降的趨勢也越明顯；由圖3(b)可知，隔聲量隨著粘彈性 材料厚度的增加而增大，但是隨著厚度的增加，隔聲量的增加量變??；而且，粘彈性層厚度 在小于0. 3mm時(shí)，結(jié)構(gòu)的聲輻射系數(shù)反而大于裸地板，說明結(jié)構(gòu)向外輻射噪聲的能力增強(qiáng)， 這可能是由于約束阻尼層使結(jié)構(gòu)解耦的原因。因此，選擇粘彈性阻尼材料厚度為〇. 3mm最 佳。
[0025] 如圖4所示，結(jié)構(gòu)阻尼損失因子、隔聲量均隨著約束層厚度的增加而增加。說明 約束層的厚度對(duì)結(jié)構(gòu)的減振和抑制噪聲的傳播起著積極的作用，然而當(dāng)結(jié)構(gòu)自身作為聲源 時(shí)，增加約束層的厚度反而會(huì)使其向外輻射噪聲的能力增加。根據(jù)不同厚度的粘彈性層和 約束層材料的減振降噪效果并結(jié)合車體地板結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展要求，選擇粘彈性材料厚度 為0. 3mm，約束層錯(cuò)板厚度為0. 4mm最佳。
[0026] 圖5給出了相同材料參數(shù)的隔音墊7在厚度0?8mm變化時(shí)，內(nèi)地板頻率隔聲量 的仿真測試結(jié)果。從圖中可以看出，改變隔音墊7的厚度，整個(gè)內(nèi)地板隔聲特性影響較大； 尤其是1?4_逐漸增加隔音墊的厚度，內(nèi)地板各個(gè)頻率隔聲量有2?3dB增加。綜合考 慮隔音墊隔音效果及車體地板結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展要求，選擇5mm隔音墊厚度最佳。
【權(quán)利要求】
1. 一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其特征在于：地板鋁型材（1)的腹板上表面噴涂 自由粘彈性阻尼材料（2)，地板鋁型材（1)的內(nèi)腔填充聚氨酯吸聲材料（3)，地板鋁型材（1) 的頂板上表面和下支撐（12)均粘接粘彈性阻尼材料（4)，粘彈性阻尼材料（4)上方粘接約 束層鋁板（5)，地板鋁型材（1)上方粘接下支撐（12)，下支撐（12)與上支撐（13)之間通過 橡膠墊（11)連接，約束層鋁板（5)與隔音墊（7)之間鋪設(shè)防寒材（6)，隔音墊（7)先與鋁 板（8)粘接組成整體再與防寒材（6)、上支撐（13)粘接，鋁板（8)上方粘接發(fā)泡鋁（9)，發(fā) 泡鋁（9)上方粘接鋁板（10)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述自由粘彈 性阻尼材料（2)的厚度為1mm。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述地板鋁型 材（1)內(nèi)腔的每個(gè)型腔都填充聚氨酯吸聲材料（3)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述粘彈性阻 尼材料（4)的厚度為0. 3_，約束層鋁板（5)的厚度為0. 4_。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保隔聲高速列車地板結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述隔音墊（7) 的厚度為5mm。
【文檔編號(hào)】B61D17/10GK104057966SQ201410243053
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】王金田, 孫強(qiáng), 馬夢(mèng)林, 高陽, 金學(xué)松, 肖新標(biāo) 申請(qǐng)人:長春軌道客車股份有限公司