[发明专利]一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振方法和减振装置

权利要求书

1.一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振方法，其特征在于，应用于轨道交通的浮置道床，所述减振方法包括如下步骤：

S10，根据振动产生源，确定振动传递路径，所述传递路径为所述振动产生源至所述浮置道床至与所述浮置道床连接的路基至安装所述路基的隧道基础；

S20，基于振动传递路径，确立阻尼安装槽在浮置道床上的目标安装位置，至少有一个粒子阻尼器安装在浮置道床的内部位置或外部边缘位置；

S30，基于离散元法，建立基于粒子阻尼器的浮置道床结构中粒子能量耗散模型；

S40，基于所述离散元法建立的粒子能量耗散模型，统计耗能情况得到最佳减振效果，并确定与粒子阻尼器相关的阻尼粒子的粒径、填充率与材质参数；

所述步骤S20中，包括如下步骤：

S21，建立浮置道床的三维模型；

S22，基于有限元法对浮置道床结构进行有限元分析，建立相应的有限元模型；

S23，根据模态分析结果确定浮置道床模态响应最大的区域；

S24，利用动力学分析方法，对所述的浮置道床结构进行谐响应分析，确定阻尼安装槽在所述浮置道床上的目标安装位置；

所述振动产生源包括以下几种：

(1)列车自重载荷对安装在所述浮置道床的铁轨冲击；

(2)同一时刻，所述列车各车轮与所述铁轨之间不同的相互作用力；

(3)所述列车各车轮的偏心周期性激励；

(4)安装在所述浮置道床的铁轨由于不平顺性引起激励。

2.如权利要求1所述的浮置道床减振方法，其特征在于，所述步骤S40中通过控制变量法确定达到最佳减振效果的阻尼粒子的粒径、填充率与材质。

3.一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置，其特征在于，包括路基、浮置道床、隔振器和粒子阻尼器，所述浮置道床位于路基上，所述浮置道床和路基之间具有浮起间隙，所述浮置道床上设置有铁轨，所述浮置道床设有上下贯通的多个减振安装槽和多个阻尼安装槽，所述隔振器和粒子阻尼器分别安装于减振安装槽和阻尼安装槽内，所述隔振器的底端与路基相固定，所述隔振器支承浮置道床，所述粒子阻尼器包括上端盖、阻尼器壳体、阻尼粒子和下端盖，所述阻尼器壳体的内部中空设置形成填充腔，所述阻尼粒子填充至填充腔内，所述阻尼器壳体安装在阻尼安装槽内，所述上端盖和下端盖分别固定在阻尼安装槽的上下两个端口，所述阻尼粒子的粒径、填充率与材质采用上述权利要求1-2任一种减振方法确定；

多个减振安装槽和多个阻尼安装槽均沿铁轨的延伸方向排列，阻尼安装槽位于减振安装槽远离浮置道床中心的侧边上；

多个所述阻尼安装槽呈一字相间排列、一字相接排列、交错相间排列、交错相接排列或搭接排列，所述阻尼安装槽的横截面的形状为弓形或弧形，所述填充腔横截面的形状与阻尼安装槽的形状相对应。

4.如权利要求3所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼器壳体由柔性材料制成，所述阻尼器壳体的外侧面紧贴阻尼安装槽的内表面。

5.如权利要求3所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼器壳体由刚性材料制成，所述阻尼器壳体的外表面与阻尼安装槽的连接方式为螺纹连接、键连接、销连接、焊接、粘接、过盈连接、铆接型面连接或通过水泥浇筑连接。

6.如权利要求3所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述的阻尼粒子形状为球体或多面体；所述球形的阻尼粒子的直径范围为0.1mm-100mm，所述多面体的阻尼粒子的边长范围为0.1mm-100mm，所述阻尼粒子为合金粒子、玻璃粒子、氧化物陶瓷粒子、碳化物陶瓷粒子、玻璃陶瓷粒子中的一种或多种，所述合金粒子的材质为铁基合金、铝基合金、钨基合金、纳基合金、镁基合金、钾基合金、铜基合金、钙基合金、钪基合金、钛基合金、钒基合金、镍基合金、钴基合金、锰基合金、铅基合金、铬基合金中的一种或多种，所述填充腔内阻尼粒子填充率的范围为40％-95％。

7.如权利要求6所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼粒子的填充率为90％，球形的阻尼粒子的粒径为2mm，所述阻尼粒子的材料为铁基合金，所述的阻尼粒子静摩擦系数范围为0-1，动摩擦系数范围为0-1，恢复系数范围为0-1，泊松比范围为0-1。