本发明公开了一种复合耗能减振降噪装置，包括：沿钢轨左右两侧由内向外依次对称布置的薄板、内隔板、弹性薄膜、外隔板和U形槽；其中，每侧薄板上纵向均匀设置有多个孔口；薄板与弹性薄膜之间均匀连接有多个内隔板；弹性薄膜与U形槽之间均匀连接有多个外隔板，内隔板与外隔板位于同一水平面；U形槽上纵向均匀设置有多个重块体，重块体与外隔板交错间隔设置于U形槽上。该复合耗能减振降噪装置通过赫姆霍兹共振腔结构和薄膜型声学超材料结构的共同作用，使其在高频率大振动输入荷载下具有较好的减振耗能降噪能力，减小高速列车运行对沿线环境的影响；且可根据实际需求调整其隔振频率范围和阻尼，结构简单，易于制作，耐久性好，易用于恶劣环境。
1.一种复合耗能减振降噪装置，用于轨道钢轨减振降噪，其特征在于，包括：沿钢轨(1)左右两侧由内向外依次对称布置的薄板(2)、内隔板(3)、弹性薄膜(4)、外隔板(5)和U形槽(6)；
其中，每侧所述薄板(2)上纵向均匀设置有多个孔口(201)；所述薄板(2)与所述弹性薄膜(4)之间均匀连接有多个内隔板(3)；
所述弹性薄膜(4)与所述U形槽(6)之间均匀连接有多个外隔板(5)，所述内隔板(3)与所述外隔板(5)位于同一水平面；
所述U形槽(6)上纵向均匀设置有多个重块体(7)，所述重块体(7)与所述外隔板(5)交错间隔设置于所述U形槽(6)上；
所述内隔板(3)的两端分别与所述弹性薄膜(4)、薄板(2)粘接；所述外隔板(5)的两端分别与所述弹性薄膜(4)、U形槽(6)粘接；所述重块体(7)与所述U形槽(6)焊接；
所述U形槽(6)的上端通过连接物(8)与所述钢轨(1)的顶端连接，所述U形槽(6)的下端通过连接物(8)与所述钢轨(1)的底端连接。
2.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述钢轨(1)与所述薄板(2)之间构成夹气层，所述夹气层内填充有空气或阻燃气体。
3.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述U形槽(6)、薄板(2)、内隔板(3)、外隔板(5)的截面形状分别为多边形。
4.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述重块体(7)的截面形状为圆形、椭圆形、多角圆形、多角椭圆形。
5.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述孔口(201)的形状为圆形、椭圆形、多角圆形、多角椭圆形。
6.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述U形槽(6)和重块体(7)的材料为金属；所述内隔板(3)和外隔板(5)的材料为金属或非金属。
7.根据权利要求6所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述U形槽(6)的材料为铝、铜、铁、钢；所述重块体(7)的材料为铝、铜、铁、钢；所述内隔板(3)和外隔板(5)的材料为铝、铜、铁。
8.根据权利要求1所述的复合耗能减振降噪装置，其特征在于，所述弹性薄膜(4)的材料为橡胶、环氧树脂；所述薄板(2)的材料为木、橡胶、金属橡胶复合、木橡胶复合材料；所述连接物(8)为橡胶、环氧树脂、硅胶。
一种复合耗能减振降噪装置
技术领域
[0001] 本发明涉及复合耗能减振降噪领域，具体涉及一种复合耗能减振降噪装置，用于轨道钢轨减振降噪。
背景技术
[0002] 随着我国高速铁路的迅猛发展，动车组较高的运行速度对线路周围的环境引起了很大振动和较大的噪声。通常，橡胶垫被布置在钢轨下方进行减振，但橡胶垫的厚度和刚度限制导致其减振效果非常有限，急需有效的减振措施对钢轨进行减振降噪，来降低高速列车运行对沿线环境的影响。
发明内容
[0003] 为解决以上问题，本发明提供一种复合耗能减振降噪装置，该复合耗能减振降噪装置通过赫姆霍兹共振腔结构和薄膜型声学超材料结构的共同作用，使其在高频率大振动输入荷载下具有较好的减振耗能降噪能力，减小高速列车运行对沿线环境的影响；且可以根据实际需求调整其隔振频率范围和阻尼，结构简单，易于制作，耐久性好，易用于恶劣环境。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
[0005] 一种复合耗能减振降噪装置，用于轨道钢轨减振降噪，包括：沿钢轨左右两侧由内向外依次对称布置的薄板、内隔板、弹性薄膜、外隔板和U形槽；其中，每侧所述薄板上纵向均匀设置有多个孔口；所述薄板与所述弹性薄膜之间均匀连接有多个内隔板；所述弹性薄膜与所述U形槽之间均匀连接有多个外隔板，所述内隔板与所述外隔板位于同一水平面；所述U形槽上纵向均匀设置有多个重块体，所述重块体与所述外隔板交错间隔设置于所述U形槽上。
[0006] 优选的，所述内隔板的两端分别与所述弹性薄膜、薄板粘接；所述外隔板的两端分别与所述弹性薄膜、U形槽粘接；所述重块体与所述U形槽焊接。
[0007] 优选的，所述U形槽的上端通过连接物与所述钢轨的顶端连接，所述U形槽的下端通过连接物与所述钢轨的底端连接。
[0008] 优选的，所述钢轨与所述薄板之间构成夹气层，所述夹气层内填充有空气或阻燃气体。
[0009] 优选的，所述U形槽、薄板、内隔板、外隔板的截面形状分别为多边形。
[0010] 优选的，所述重块体的截面形状为圆形、椭圆形、多角圆形、多角椭圆形。
[0011] 优选的，所述孔口的形状为圆形、椭圆形、多角圆形、多角椭圆形。
[0012] 优选的，所述U形槽和重块体的材料为金属；所述内隔板和外隔板的材料为金属或非金属；
[0013] 优选的，所述U形槽的材料为铝、铜、铁、钢；所述重块体的材料为铝、铜、铁、钢；所述内隔板和外隔板的材料为铝、铜、铁。
[0014] 优选的，所述弹性薄膜的材料为橡胶、环氧树脂；所述薄板的材料为木、橡胶、金属橡胶复合、木橡胶复合材料；所述连接物为橡胶、环氧树脂、硅胶。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0016] (1)本发明所得的复合耗能减振降噪装置中，通过赫姆霍兹共振腔结构和薄膜型声学超材料结构的共同作用，使得复合耗能减振降噪装置在高频率大振动输入荷载下产生较好的减振耗能降噪能力，且可以在低频和高频段实现减振效果，减振的频率范围宽。
[0017] (2)可通过设置重块体的重量和形状，内隔板和外隔板的数量、长度、厚度，弹性薄膜的长度和厚度，薄板的长度和厚度以及薄板上孔口的大小和数量，相应改变复合耗能减振降噪装置的减振耗能降噪效果，使其具有更大的隔振频率范围和阻尼。
附图说明
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0019] 图1是本发明的复合耗能减振降噪装置的结构示意图。
[0020] 在以上图中：1钢轨；2薄板；201孔口；3内隔板；4弹性薄膜；5外隔板；6U形槽；7重块体；8连接物。
具体实施方式
[0021] 参考图1，根据本发明的内容的实施例所提出的一种复合耗能减振降噪装置，用于轨道钢轨减振降噪，包括：沿钢轨1左右两侧由内向外依次对称布置的薄板2、内隔板3、弹性薄膜4、外隔板5和U形槽6。其中，每侧薄板2上纵向均匀开设有多个孔口201；薄板2与弹性薄膜4之间均匀连接有多个内隔板3，内隔板3的两端分别与薄板2与弹性薄膜4粘接。弹性薄膜4与U形槽6之间均匀连接有多个外隔板5，外隔板5的两端分别与弹性薄膜4与U形槽6粘接，内隔板3与外隔板5位于同一水平面。U形槽6上纵向均匀焊接有多个重块体7，重块体7与外隔板5交错间隔设置于U形槽6上，U形槽6的上端通过连接物8与钢轨1的顶端连接，U形槽6的下端通过连接物8与钢轨1的底端连接。
[0022] 其中，钢轨1与薄板2之间构成夹气层，夹气层内填充有空气或阻燃惰性气体。U形槽6、薄板2、内隔板3、外隔板5的截面形状分别为多边形。重块体7和孔口201的形状分别为圆形、椭圆形、多角圆形、多角橢圆形或其他多边形。
[0023] U形槽6的材料为铝、铜、铁、钢等金属；重块体7的材料为铝、铜、铁、钢等金属；内隔板3和外隔板5的材料为铝、铜、铁等金属或者其他非金属材料。弹性薄膜4的材料为橡胶、环氧树脂或其他高分子材料；薄板2的材料为木、橡胶、金属橡胶复合、木橡胶复合材料；连接物8为橡胶、环氧树脂、硅胶。
[0024] 本发明的复合耗能减振降噪装置制作方法为：先将重块体7等距焊接在U形槽6上，接着在U形槽6上位于重块体7的两侧对称粘接外隔板5，重块体7和外隔板5间隔交错分布于U形槽6上。再在外隔板5上粘接弹性薄膜4，接着在弹性薄膜4上粘接内隔板3，内隔板3和外隔板5位于同一水平面，然后在内隔板3上粘接薄板2，组装完成后将其通过连接物8连接于钢轨1的两侧，即得。
[0025] 本发明所得的复合耗能减振降噪装置的工作原理为：薄板2、内隔板3、夹气层构成赫姆霍兹共振腔结构；重块体7、弹性薄膜4和外隔板5构成薄膜型声学超材料结构。列车荷载引起的振动通过车轮传递到钢轨1中，钢轨1的振动通过夹气层向外扩散，传递到赫姆霍兹共振腔结构时，发生共振吸声，衰减了传递过程中的部分振动能量；之后透过弹性薄膜4传递到薄膜型声学超材料结构，由于自身的带隙减振特性，产生了低频的高效隔声效果；弹性薄膜4的振动又引起了赫姆霍兹共振腔体容积的变化，改变了其阻尼和共振频率，不间断的振动使得其共振频率处于一个高频段范围，从而衰减了不同频率的振动能量。赫姆霍兹共振腔结构和薄膜型声学超材料结构的共同作用使得本发明的复合耗能减振降噪装置实现了高低频有效耗能减振的优良效果。
[0026] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
