一种轨道车辆用吸振装置及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种轨道车辆用吸振装置及轨道车辆。


背景技术：

2.高速动车组车内振动和噪声主要由低频成分组成，频段主要在100hz-400hz，峰值主要在160hz-200hz，频率低，难控制。如果降低该片段的振动提高该频段的隔声量，需要增加很多的重量，这样就不满足车辆轻量化的设计要求。减振降噪需要增加质量，而高速动车组提速则需要轻量化，这两个设计要求之间的矛盾一直是高速动车组设计中的难题。
3.因此，如何提供一种轨道车辆用吸振装置，能够在满足减振降噪的要求的同时，实现轻量化目标，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种轨道车辆用吸振装置及轨道车辆，能够在满足减振降噪的要求的同时，实现轻量化目标。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种轨道车辆用吸振装置，其包括至少两组吸振组，每组所述吸振组分别包括相同数量的吸振单元，不同所述吸振组的吸振单元的吸振频率不同，同一所述吸振组的各所述吸振单元的吸振频率相同，且每组所述吸振组的各所述吸振单元均匀布置于轨道车辆的构件表面；所述吸振单元包括质量块和弹性阻尼块，所述质量块和所述弹性阻尼块之间设有第一胶接层，且所述弹性阻尼块可通过第二胶接层与所述构件表面固定。
6.该吸振装置是在轨道车辆的构件的表面布置多个吸振单元，各吸振组的吸振单元是根据构件的问题频率对应设置的，每个具有不同吸振频率的各吸振单元的数量相同，并且每个吸振组的各吸振单元能够很好地均匀布置于构件的表面，如此一来，能够较好地针对每一中问题频率实现吸振，从而保证该吸振装置的吸振效果，提高轨道车辆车厢内的舒适性。
7.由于各吸振单元是彼此独立的结构，并且各吸振单元在构件表面是均匀布置的，每一个吸振单元的布置位置更为灵活，具体可根据实际检测情况对具有各吸振频率的吸振单元进行布置即可，如此一来，可在保证吸振装置在具有相同质量的情况下分布范围更广，吸振效果更好，也就是说，在具有相同的吸振效果的情况下，能够尽量降低该吸振装置的整体重量，从而实现轻量化目标。
8.可选地，各组所述吸振组的总重量为所述构件的重量的10％～20％。
9.可选地，所述弹性阻尼块的厚度l为：
10.l＝ae/mω
a2
·
(1-ζ2)
11.其中，a为每个所述吸振单元的覆盖面积，e为弹性阻尼块的弹性模量，m为质量块的质量，ωa为吸振频率，ζ为弹性阻尼块的泊松比。
12.可选地，所述质量块和所述弹性阻尼块均为板状结构。
13.可选地，所述质量块和所述弹性阻尼块相贴合的截面相同。
14.可选地，所述质量块为钢板、铝板或碳纤维板。
15.可选地，所述弹性阻尼块为三聚氰胺块。
16.本实用新型还提供了一种轨道车辆，其包括构件以及如上所述的吸振装置。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例所提供的吸振装置的吸振单元的结构示意图；
18.图2是吸振单元均布于构架时的结构示意图；
19.图3是吸振器布置于构架中心时的结构示意图；
20.图4-图6是试验样件的吸振降噪效果图。
21.附图1-6中，附图标记说明如下：
22.100-吸振单元；200-构件；300-吸振器；
23.1-质量块；2-弹性阻尼块；3-第一胶接层；4-第二胶接层。
具体实施方式
24.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
25.本实用新型实施例提供了一种轨道车辆用吸振装置及轨道车辆，其中，轨道车辆包括上述吸振装置，具体的，吸振装置可设置在轨道车辆的车厢地板的下端面，或者设置在车厢侧墙板的外侧面，以实现吸振效果，从而能够降低车厢内的振动噪声，提高乘客的舒适性。
26.具体的，轨道车辆用吸振装置包括至少两组吸振组，每组吸振组分别包括至少两个吸振单元100，每组吸振组的吸振单元100的数量相同，不同吸振组的吸振单元100的吸振频率不同，同一吸振组的各吸振单元100的吸振频率相同，并且每组吸振组的各吸振单元100均匀布置于轨道车辆的构件200表面。
27.为便于理解，以吸振装置包括三组吸振组，每组吸振组包括三个吸振单元100为例详细说明，三组吸振组分别为第一吸振组、第二吸振组和第三吸振组，其中，第一吸振组包括三个第一吸振单元，各第一吸振单元的吸振频率均为第一吸振频率，第二吸振组包括三个第二吸振单元，各第二吸振单元的吸振频率均为第二吸振频率，第三吸振组包括三个第三吸振单元，各第三吸振单元的吸振频率均为第三吸振频率，三个第一吸振单元均匀布置于构件200的表面，三个第二吸振单元均匀布置于构件200的表面，三个第三吸振单元均匀布置于构件200的表面。当然，本实施例中，对于吸振组的数量不做限制，对于每一组吸振组的吸振单元100的数量也不做限制。
28.如图1所示，每个吸振单元100包括质量块1和弹性阻尼块2，其中，质量块1和弹性阻尼块2之间设有第一胶接层3，质量块1和弹性阻尼块2之间通过第一胶接层3粘接固定，结构较为简单，安装时，该吸振装置通过第二胶接层4与轨道车辆的构件200表面粘接固定，具体的该第二胶接层4粘接固定于弹性阻尼块2和构件200表面之间，安装较为方便。也就是说，每个吸振单元100的结构相同，具体可通过质量块1和弹性阻尼块2的重量、尺寸等的不
同使得各吸振单元100具有对应的吸振频率即可。
29.每一个吸振单元100可以简化成一个单自由度阻尼振子，当吸振单元100固定于在轨道车辆的构件200上时，由于构件200也存在一定的弹性，因此吸振单元100和构件200构成了一个新的振动系统，当受到简谐激励时，激励频率与构件200的固有频率相等，如果没有吸振装置，构件200的振动将会非常大，容易造成构件200损坏，当构件200安装有吸振装置时，当吸振单元100的吸振频率与问题频率相等时，理想情况下构件200的振动保持最小甚至静止。
30.具体的，对轨道车辆的构件200的振动情况进行测量，根据测量结果可知该构件200包括哪几种问题频率，各问题频率与各吸振频率一一对应，也就是说，问题频率的数量与吸振组的数量相同，然后根据具体振动情况设置各吸振单元100的数量即可。
31.构件200具有多维特性，并能简单的等效成一个单自由度系统，当吸振装置作用在构件200的表面时，不仅仅是一个垂直的线性系统。当构件200的某一个激励模态导致了较大的振动，在激励模态的每个反节点布置吸振单元100(如图2所示)比在中心反节点放置一个总质量相等的吸振器300(如图3所示)更有效。对于任意一个有界的矩形薄板(如轨道车辆的侧墙板、底板等构件200)，距离模态反节点位置越远，则吸振效果越弱，理想的各吸振单元100应布置于在整个板面上，但是实际中为了方便，尽量的调整质量块1和弹性阻尼块2，让吸振装置覆盖更多的位置从而提供更好的吸振效果。
32.本实施例所提供的吸振装置，是在轨道车辆的构件200的表面布置多个吸振单元100，各吸振组的吸振单元100是根据构件200的问题频率对应设置的，每个具有不同吸振频率的各吸振单元100的数量相同，并且每个吸振组的各吸振单元100能够很好地均匀布置于构件200的表面，如此一来，能够较好地针对每一中问题频率实现吸振，从而保证该吸振装置的吸振效果，提高轨道车辆车厢内的舒适性。
33.在高速动车组运行过程中主要是问题频率在100hz-400hz频段内存在振动问题，因此，进行了样件隔声实验，第一样件是未设置吸振装置的构件200，第二样件是设置有本实施例所提供的吸振装置的样件，从图4中可以看出，增加吸振装置之后构件200表面振动明显降低，发现问题频率的振动速度明显降低，并且，由图5可以看出，增加吸振装置之后，构件200的隔声量在100hz-300hz提高了5db，吸振隔声效果非常明显。
34.图6中示出了构架(铝板)、设有现有技术中的吸振器300(同一频率)的样件以及设有本实施例所提供的吸振装置的样件的吸振降噪效果图，其中，现有技术中的吸振器300是指具有单一的吸振频率(100hz)，本实施例所提供的吸振装置包括具有吸振频率为100hz的吸振单元100、具有吸振频率为156hz的吸振单元100以及具有吸振频率为256hz的吸振单元100。由该图6可以看出，设有本实施例所提供的吸振装置的样件的隔声量要明显高于另外两个样件，吸振隔声效果非常明显。
35.另外，由于各吸振单元100是彼此独立的结构，并且各吸振单元100在构件200表面是均匀布置的，每一个吸振单元100的布置位置更为灵活，具体可根据实际检测情况对具有各吸振频率的吸振单元100进行布置即可，如此一来，可在保证吸振装置在具有相同质量的情况下分布范围更广，吸振效果更好，也就是说，在具有相同的吸振效果的情况下，能够尽量降低该吸振装置的整体重量，从而实现轻量化目标。
36.各吸振组的总重量为构件200重量的10％～20％，能够在保证吸振效果的同时，实
现轻量化目标。
37.弹性阻尼块2的厚度l可根据如下公式计算：
38.l＝ae/mω
a2
·
(1-ζ2)
39.其中，a为每个所述吸振单元100在构件200表面的覆盖面积，e为弹性阻尼块2的弹性模量，m为质量块1的质量，ωa为吸振频率，ζ为弹性阻尼块2的泊松比。对于一种弹性阻尼块2，其材质确定后，弹性模量e和泊松比ζ确定，针对某一种问题频率(吸振频率ωa)，根据质量块1的质量m以及每个所述吸振单元100在构件200表面的覆盖面积a，即可计算弹性阻尼块2的厚度l，保证该吸振单元100具有与问题频率对应的吸振频率，进而保证吸振效果。具体的，如何根据问题频率计算质量块1的质量m，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。
40.质量块1和弹性阻尼块2均为板状结构，当然，对于该质量块1和弹性阻尼块2的具体结构并不做限制，如还可以是锥形、圆柱形结构等均可，而板状结构便于加工成型，简化加工工艺、降低制作成本，经济性好。质量块1和弹性阻尼块2相贴合的截面相同，进一步简化加工工艺。并且，板状结构的设置能够增加单个吸振单元100与构件200之间的接触面积，在设置相同数量的吸振单元100的情况下，能够增大各吸振单元100在构件200表面的覆盖面积，从而提升吸振效果。具体的，对于板状结构的截面形状不做限制，如可以是方形、圆形、椭圆形、多边形或不规则的形状等均可，本实施例中的质量块1和弹性阻尼块2均为方形板，结构简单、加工工艺简单。
41.具体的，对于质量块1的材质以及弹性阻尼块2的材质均不做限制，如本实施例中，质量块1可以是钢板、铝板或碳纤维板等均可，弹性阻尼块2可采用三聚氰胺块，或者采用其它具有弹性材质(如泡沫、橡胶等)的板状或块状结构均可。
42.具有不同吸振频率的吸振单元100中，质量块1的材质可以相同也可以不同，弹性阻尼块2的材质可以相同也可以不同均可，在此不做具体限制。具体的，根据质量块1和弹性阻尼块2的材质确定后，材质本身的参数一致，可根据问题频率确定质量块1的质量以及该吸振单元100的覆盖面积，然后可计算弹性阻尼块2的厚度，从而确定与各问题频率对应的吸振单元100，将各吸振单元100分别均匀布置在构架表面即可，操作较为方便。
43.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。