[发明专利]一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及的是一种吸振器，属于振动降噪技术领域，具体涉及一种基于声子晶体的高速铁路列车车轮吸振器。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。