一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，包括彈性部件，還包括顆粒阻尼部件和輔助限位隔振部件。顆粒阻尼部件包含顆粒阻尼室、顆粒和軟質(zhì)材料，輔助隔振部件包括記憶合金條、疊層板、橡膠和底板。顆粒阻尼部件可通過焊接、螺栓連接等工藝與輔助限位隔振部件組合，輔助限位隔振部件可通過螺栓或焊接與彈性部件、下部墊板和底板連接。本發(fā)明通過利用顆粒阻尼部件的阻尼耗能和記憶合金條的超彈性，使本裝置集減振與耗能于一體，克服了現(xiàn)有隔振器頻率20Hz以下減振效果差的缺點(diǎn)，更好地提升了隔振效果。本發(fā)明適用于軌道交通領(lǐng)域軌道的隔振，也可應(yīng)用于敏感建筑地板或設(shè)備基礎(chǔ)的隔振。
【專利說明】
一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，屬于振動(dòng)及噪聲控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的軌道交通結(jié)構(gòu)在車輛運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲，這些振動(dòng)和噪聲不僅對(duì)附近的建筑物及精密儀器造成影響，還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。因此，對(duì)于人口密集的建筑物以及對(duì)振動(dòng)敏感的古建筑和精密儀器來說，軌道交通的減振降噪已經(jīng)成為軌道交通領(lǐng)域亟需解決的重要問題。國(guó)內(nèi)外減振降噪軌道結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，浮置板軌道是業(yè)內(nèi)公認(rèn)減振效果最好的一種道床結(jié)構(gòu)。
[0003]浮置板軌道結(jié)構(gòu)是在軌道板與下部基礎(chǔ)之間插入一個(gè)固有振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于激振頻率的線性諧振器，即將具有一定質(zhì)量和剛度的混凝土道床浮置板浮置在彈性隔振器上，形成質(zhì)量-彈簧隔振系統(tǒng)，利用整個(gè)道床在彈性體上進(jìn)行慣性運(yùn)動(dòng)來隔離和衰減列車運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)，以達(dá)到減振的目的。目前，浮置板軌道按照隔振的類型不同主要分為橡膠支承式和鋼彈簧支承式兩種，這兩類均為被動(dòng)隔振模式，當(dāng)振動(dòng)處于高頻狀態(tài)時(shí)，這兩類隔振方式起到了良好的隔振效果，但當(dāng)振動(dòng)頻率低于20Hz時(shí)，這兩種隔振裝置減振效果并不明顯，此時(shí)，線路沿線的居民樓、古舊建筑物、以及精密儀器等這些對(duì)振動(dòng)與噪聲敏感的區(qū)域會(huì)被線路結(jié)構(gòu)低頻振動(dòng)和二次噪聲所影響，甚至出現(xiàn)附近居民心臟病突發(fā)、居民樓開裂、古建筑坍塌、精密儀器失靈等嚴(yán)重問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其由顆粒阻尼部件、輔助限位隔振部件以及彈性部件構(gòu)成。其原理如下:上部傳來的動(dòng)力荷載引起顆粒之間，以及顆粒與容器壁之間的非彈性碰撞，提供附加阻尼，消耗系統(tǒng)的能量，同時(shí)輔助限位隔振部件和彈性部件產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)的豎向荷載加卸載使得記憶合金材料不斷的產(chǎn)生彈性變形并恢復(fù)，從而共同過濾和衰減外界激勵(lì)，降低浮置板軌道不同頻率下系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，從而起到寬頻隔振的功能。相對(duì)于現(xiàn)有隔振裝置，耗散更多能量，有效的減小了下部振動(dòng)。相對(duì)地鐵里所用鋼彈簧隔振器只能在頻率>20Hz具有減振效果，顆粒阻尼器能在很寬的頻帶范圍(0-6000HZ)內(nèi)特別是低頻下能提供附加阻尼，同時(shí)記憶合金材料本身的超彈性性質(zhì)不斷的受壓恢復(fù)來耗能，極大提升了隔振效果。而且相對(duì)于橡膠隔振器，其耐久性好，可靠度高，易用于惡劣環(huán)境，適用于地鐵軌道、敏感建筑地板或設(shè)備基礎(chǔ)的隔振，特別適用于浮置板的隔振，當(dāng)然也可廣泛應(yīng)用于高架輕軌、高速鐵路等軌道交通領(lǐng)域的隔振。
[0005]—種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，包括彈性部件，還包括顆粒阻尼部件和輔助限位隔振部件，其中:
顆粒阻尼部件包含內(nèi)室覆蓋材料1、顆粒盛放室2、顆粒外包材料6和顆粒7，顆粒盛放室2為立體狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)四周和底部及頂部布置覆蓋有內(nèi)室覆蓋材料I，每個(gè)顆粒盛放室2內(nèi)放置有顆粒7，所述顆粒7表面包覆有顆粒外包材料6;
輔助限位隔振部件包含多層板3、聚合物材料9、記憶合金條11和底板5，多層板3和聚合物材料9自上而下交替布置，形成輔助限位隔振組件，輔助限位隔振組件和底板5之間通過記憶合金條11連接;輔助限位隔振組件頂部通過焊接或螺栓連接與顆粒盛放室2底部相連；彈性部件包含彈簧4和墊板12，彈簧4下部通過螺栓8連接墊板12，彈簧4上部通過螺栓與輔助限位隔振組件底部相連，墊板12與底板5固定連接。
[0006]本發(fā)明中，顆粒盛放室2為由金屬或陶瓷材料組成的單室或多室，顆粒7的材質(zhì)為金屬或陶瓷球，顆粒7的數(shù)量視具體情況而定，可為單個(gè)顆?；蛉舾蓚€(gè)顆粒，顆粒外包材料6和內(nèi)室覆蓋材料I均為軟質(zhì)材料或阻尼涂層。
[0007]本發(fā)明中，多層板3和聚合物材料9交替布置通過高溫硫化一體而成輔助限位隔振組件，或若干層交替布置的多層板3和聚合物材料9通過螺栓連接而成輔助限位隔振組件，多層板3和聚合物材料9的層數(shù)和厚度可根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)。
[0008]本發(fā)明中，多層板3和底板5為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，多層板3和底板5應(yīng)以中線為軸對(duì)稱設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔來連接記憶合金條11。
[0009]本發(fā)明中，多層板3材質(zhì)采用金屬或陶瓷材料，聚合物材料9為橡膠、聚氨酯或聚氨酯橡膠中任一種。
[0010]本發(fā)明中，記憶合金條11布置數(shù)量應(yīng)為偶數(shù)，并對(duì)稱放置于多層板3和底板5之間。
[0011]本發(fā)明中，底板5可為金屬板，一般為圓形。
[0012]與現(xiàn)有浮置板軌道隔振裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)能在很寬的頻帶范圍內(nèi)特別是低頻下能提供附加阻尼，集減振解耦與耗能阻尼于一體，與鋼彈簧或橡膠隔振裝置相比，能有效抑制共振峰值，極大提升了隔振效果。
[0013](2)材料耐久性好，減振性能不隨時(shí)間而降低，可靠度高，易用于惡劣環(huán)境。
[0014](3 )所用顆粒取材廉價(jià)方便，如鋼球，沙子，石子等均可，加工方便、便于更換。
[0015](4)通過調(diào)整顆粒室和記憶合金條的數(shù)量、大小以及顆粒的數(shù)目，以及聚合物的厚度，隔振效果可相應(yīng)改變，其隔振頻率范圍相對(duì)地具有更大的設(shè)計(jì)自由度。
[0016](5)對(duì)于軌道交通沿線的居民、古舊建筑物、音樂廳、博物館、科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、學(xué)校以及精密儀器室等起到極大保護(hù)作用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置立體圖；
圖2是本發(fā)明基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置剖面圖；
圖3是本發(fā)明顆粒阻尼部件顆粒盛放室剖面圖；
圖4是本發(fā)明顆粒阻尼部件顆粒剖面圖；
圖5是本發(fā)明輔助限位隔振部件底板立體圖；
圖6是本發(fā)明彈性部件墊板立體圖；
圖中標(biāo)號(hào):I為內(nèi)室覆蓋材料、2為顆粒盛放室、3為鋼板、4為彈簧、5為底板、6為顆粒外包材料、7為顆粒、8和10為第一螺栓、第二螺栓、9為聚合物材料、11為記憶合金條、12為墊板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1:
如圖1?6所示，本發(fā)明為基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，包括內(nèi)室覆蓋材料1、顆粒盛放室2、多層板3、彈簧4、底板5、顆粒外包材料6、鋼球7、第一螺栓8和第二螺栓10、聚合物材料9(采用橡膠)、記憶合金條11和墊板12。先將數(shù)塊矩形鋼板焊成4室組成顆粒盛放室，內(nèi)室覆蓋材料I采用軟質(zhì)包袋，顆粒外包材料6采用顆粒外包軟質(zhì)包袋，顆粒7采用鋼球，然后將各室內(nèi)壁粘結(jié)軟質(zhì)包袋，并將顆粒外包軟質(zhì)包袋的鋼球放入，再將I塊矩形板在截面正向通過角焊縫焊接形成密閉顆粒盛放室2;多層板3(采用鋼板)、橡膠9和彈簧4上端通過螺栓連接固定;此時(shí)，將4個(gè)記憶合金條11上端和下端分別與多層板3(鋼板)和底板5的螺栓孔連接緊固，然后將彈簧4下端與墊板12、底板5通過螺栓連接。下端與底板5連接，顆粒盛放室2;成為輔助限位隔振裝置;在彈簧4上下兩端安裝橡膠密封圈；最后將顆粒盛放室2通過角焊縫焊接與底板2及下部部件連接，最終形成基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置整體。
[0020]以上是本發(fā)明的典型實(shí)例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，包括彈性部件，其特征在于:還包括顆粒阻尼部件和輔助限位隔振部件，其中: 顆粒阻尼部件包含內(nèi)室覆蓋材料(1)、顆粒盛放室(2)、顆粒外包材料(6)和顆粒(7)，顆粒盛放室(2)為立體狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)四周和底部及頂部布置覆蓋有內(nèi)室覆蓋材料(I)，每個(gè)顆粒盛放室(2)內(nèi)放置有顆粒(7)，所述顆粒(7)表面包覆有顆粒外包材料(6); 輔助限位隔振部件包含多層板(3)、聚合物材料(9)、記憶合金條(11)和底板(5)，多層板(3)和聚合物材料(9)自上而下交替布置，形成輔助限位隔振組件，輔助限位隔振組件和底板5之間通過記憶合金條(11)連接;輔助限位隔振組件頂部通過焊接或螺栓連接與顆粒盛放室(2)底部相連； 彈性部件包含彈簧(4)和墊板(12)，彈簧(4)下部通過螺栓(8)連接墊板(12)，彈簧(4)上部通過螺栓與輔助限位隔振組件底部相連，墊板(12)與底板(5)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其特征在于:顆粒盛放室(2)為由金屬或陶瓷材料組成的單室或多室，顆粒(7)的材質(zhì)為金屬或陶瓷球，顆粒(7)的數(shù)量視具體情況而定，可為單個(gè)顆?；蛉舾蓚€(gè)顆粒，顆粒外包材料(6)和內(nèi)室覆蓋材料(I)均為軟質(zhì)材料或阻尼涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其特征在于:多層板(3)和聚合物材料(9)交替布置通過高溫硫化一體而成輔助限位隔振組件，或若干層交替布置的多層板(3)和聚合物材料(9)通過螺栓連接而成輔助限位隔振組件，多層板(3)和聚合物材料(9)的層數(shù)和厚度根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其特征在于:多層板(3)和底板(5)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，多層板(3)和底板(5)應(yīng)以中線為軸對(duì)稱設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔來連接記憶合金條(11)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其特征在于:多層板(3)材質(zhì)采用金屬或陶瓷材料，聚合物材料(9)為橡膠、聚氨酯或聚氨酯橡膠中任一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顆粒阻尼和記憶合金材料的復(fù)合隔振裝置，其特征在于:記憶合金條(11)布置數(shù)量應(yīng)為偶數(shù)，并對(duì)稱放置于多層板(3)和底板(5)之間。
【文檔編號(hào)】E01B19/00GK106012709SQ201610551571
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】周穎, 陳瑾
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)