多层金属海绵结构高传递损失减振铺板

摘要

本发明公开了一种多层金属海绵结构高传递损失减振铺板。多层金属海绵结构高传递损失减振铺板由三部分组成：上面板、下面板、中间夹层。其中，上面板和下面板的内面均具有多排纵横交错的加强筋，横向加强筋和纵向加强筋使面板形成分隔的区间单元。中间夹层单元包含多层间隔分布的泡沫金属层与橡胶层形成的中间层单元，上下两层面板之间被加强筋分隔的对应区间单元内填充有中间夹层单元。上面板与下面板不直接相连，二者通过与中间夹层单元粘连形成铺板整体。中间夹层被分隔成多个夹层单元，夹层单元之间有空隙、不相连。本发明设计的铺板具有高结构阻尼特点，能有效降低铺板的结构振动，增加结构振动传递损失，同时能够减小铺板结构重量。

权利要求

1.一种多层金属海绵结构高传递损失减振铺板，其特征在于：多层金属海绵结构高传递损失减振铺板由三部分组成：上面板、下面板、中间夹层；其中，上面板和下面板的内面均具有多排纵横交错的加强筋，横向加强筋和纵向加强筋使面板形成分隔的区间单元；上面板和下面板的加强筋布局相同，且二者的加筋面呈面对面分布；中间夹层包含多层泡沫金属层与橡胶层，泡沫金属层与橡胶层相间分布，中间夹层的材料分层填充在上面板和下面板被加强筋分隔的区间单元内；中间夹层的厚度大于上面板和下面板加强筋的总高度，上面板与下面板不直接相连，二者通过与中间夹层粘连形成铺板整体；中间夹层被分隔成多个夹层单元，夹层单元之间有空隙、不相连。

说明书

多层金属海绵结构高传递损失减振铺板

技术领域

[0001] 本发明属于振动控制领域，具体涉及一种多层金属海绵结构高传递损失减振铺板。

背景技术

[0002] 通常，舱室内部动力设备安装于铺板之上，铺板又固定在舱体结构上。当动力设备运转工作时，动力设备由于不稳定而产生的载荷激励会引起铺板结构的振动，振动又通过铺板传递到舱室壳体上，舱室壳体振动并带动周围介质产生声辐射，这是舱室结构振动及其辐射噪声的重要来源之一。

[0003] 工程实践中的铺板多为简单的单层结构或单层加筋结构，也有专利涉及格栅夹层型的铺板结构。传统铺板具有结构形式相对简单的优点，但是这些铺板普遍存在阻尼较小的局限，不能高效地将铺板所传递的振动能量损耗掉。因此，通过改变铺板的结构形式，充分利用阻抗失配对振动传递的影响，在保证结构强度的前提下优化铺板结构，增加铺板阻尼，设计具有高传递损失性能的减振铺板，使其通过自身的结构特点来减少传递到壳体的振动能量，对于降低壳体的振动、减小壳体的声辐射具有重要的意义。

发明内容

[0004] 本发明的目的是要解决现有技术中铺板结构振动传递较大的问题，提出一种多层金属海绵结构高传递损失减振铺板，使铺板向壳体结构的振动传递得到抑制，达到减小铺板及壳体振动、降低壳体声辐射的目的。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 多层金属海绵结构高传递损失减振铺板是如下一种铺板，由三部分组成：上面板、下面板、中间夹层。其中，上面板和下面板的内面均具有多排纵横交错的加强筋，横向加强筋和纵向加强筋使面板形成分隔的区间单元。上面板和下面板的加强筋布局相同，且二者的加筋面呈面对面分布。中间夹层包含多层泡沫金属层与橡胶层，泡沫金属层与橡胶层相间分布，中间夹层的材料分层填充在上面板和下面板被加强筋分隔的区间单元内。中间夹层的厚度大于上面板和下面板加强筋的总高度，上面板与下面板不直接相连，二者通过与中间夹层粘连形成铺板整体。中间夹层被分隔成多个夹层单元，夹层单元之间有空隙、不相连。

[0007] 有益效果

[0008] 由于上述技术方案的应用，本发明与现有的技术相比有以下的优点：

[0009] (1)中间夹层加入多层橡胶材料能够有效地提高结构阻尼，通过增加铺板结构阻尼来有效降低铺板的结构振动，增加结构振动传递损失。

[0010] (2)上、下面板的加强筋结构将中间夹层分为若干个不相连的小单元，各个夹层单元之间留有空隙，给橡胶变形留下了空间，使得铺板减振效果得到了提高。

[0011] (3)中间夹层单元与上面板、下面板形成的周期结构形式，使得铺板平面方向的机械阻抗特性呈现大机械阻抗与小机械阻抗相间的周期性分布规律，使得铺板振动传递得到了抑制。

[0012] (4)中间夹层采用了泡沫金属材料，在保证结构强度的同时能够有效地减小铺板结构重量。

附图说明

[0013] 图1是多层金属海绵结构高传递损失减振铺板的整体结构示意图；

[0014] 图2是多层金属海绵结构高传递损失减振铺板的上面板、下面板示意图；

[0015] 图3是中间夹层的夹层单元截面示意图；

[0016] 图4是铺板面内机械阻抗特性示意图；

[0017] 图5是本发明具体实施例和加筋钢质铺板的空间传递衰减情况仿真对比图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明进行进一步说明。

[0019] 如图1所示，铺板整体结构由上面板1、中间夹层2、下面板3组成。中间夹层2与上面板1、下面板3粘连在一起，使得上面板1、下面板3和中间夹层2组成一个完整的铺板结构。各个夹层单元之间有至少一个加强筋宽度的空隙，这些空隙给夹层的变形留下了空间，使得夹层能够有效的损耗铺板的振动能量。中间夹层2的高度大于上面板和下面板加强筋的高度总和，使得上面板和下面板不直接相连。

[0020] 如图2所示，上面板1、下面板3是内面具有多排纵横交错加强筋的平板，包括基底板4、横向筋5和纵向筋6。横向筋5和纵向筋6焊接在基底板4或者通过其他加工工艺刚性连接在基底板4上。在整体结构中，上面板1与下面板3的加强筋布局相同，且横向筋5和纵向筋6的方向都朝向铺板内侧。横向筋5和纵向筋6分布于基底同一表面上，将基底板4分为若干个小区间。这些加强筋不仅能够提高上、下面板的结构强度，也具有为夹层的安装提供限位的功能。

[0021] 如图3所示，中间夹层2是由多层橡胶层7和泡沫金属层8相间分布的结构，本实施例中中间夹层具有三层橡胶层和两层泡沫金属层。橡胶的使用，使得结构阻尼增加，提高了结构衰减振动能量的能力；泡沫金属的使用，使得结构整体质量大幅度下降。中间夹层各层之间通过胶粘或硫化的方式连接。中间夹层最上面和最下面都是橡胶层。

[0022] 图4给出了本发明铺板的机械阻抗分布示意，分隔的中间夹层是大机械阻抗结构9，其他部分构成小机械阻抗结构10，这种相邻结构机械阻抗失配的分布形式能够有效地抑制结构振动的传递。

[0023] 为了说明本发明实施实例的优越性，图5给出了本发明的一个实施例和常用加筋钢质铺板在200Hz下的空间传递衰减情况仿真对比。

[0024] 其中，加筋钢质铺板的面板厚度为6mm，加强筋采用12#球扁钢。

[0025] 多层金属海绵结构高传递损失减振铺板的参数如下：

[0026] 上、下面板：长度3.1m，宽度2m，厚度2mm，材料为铝合金；

[0027] 加强筋：沿长度方向筋的数目为9，宽度方向筋的数目为6，加强筋的截面高度4mm，宽度2mm，材料为铝合金；

[0028] 铺板夹层：金属海绵与橡胶复合结构，其中金属海绵两层、橡胶三层，金属海绵厚度20mm，橡胶厚度3mm。

[0029] 由图5可以看出：本发明提出的铺板相比于普通加筋铺板能够更好地抑制振动响应从激励点向外传递。

[0030] 应当理解的是，本发明不限于上述的举例，上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明并加以实施，并不能限制本发明的保护范围，凡根据上述说明而作的改进或变换，都应涵盖在本发明的保护范围内。