[发明专利]垫高阻尼减振静音地板

说明书

垫高阻尼减振静音地板，包括依次排布的车厢基板、粘弹阻尼层I、垫高层、粘弹阻尼层II、约束层。垫高层的引入大大改变了传统约束阻尼结构，扩大了阻尼层的形变，提高了阻尼性能。所述车厢基板、粘弹阻尼层I和垫高层形成约束阻尼结构I；所述垫高层、粘弹阻尼层II以及约束层构成约束阻尼结构II。所述垫高层由多个紧密排布的梯形块组成，所述相邻的梯形块之间采用粘弹性阻尼层III进行粘结。本发明所述的减振降噪地板约束阻尼结构与垫高阻尼结构有机的结合到一起，能够有效抑制结构振动，降低车厢的振动噪声。本发明对垫高层的结构改为梯形垫高块，大大降低了垫高层的抗弯刚度，能够显著提高提高结构的阻尼耗能。

技术领域

本发明属于建筑领域，涉及一种减振地板，具体地说，涉及一种地铁车厢减振地板。

背景技术

随着城市交通的发展，地铁在日常生活中的重要性越来越明显。虽然地铁为人们的出行便利做出了不可磨灭的贡献，地铁车辆运行所产生的噪音也给居民及乘客带来了极大的困扰。影响地铁车辆内部的噪声源主要包括以下几种：轮轨噪声(轮轨滚动噪声、轮轨撞击噪声、啸叫声)、减速箱噪声、电机的电磁噪声、空压机噪声、空调系统噪声以及受电弓电磁噪声等。一方面，地铁车辆噪声源辐射的噪声通过绕射、透射等通过空气传播进入车内；另一方面，轮轨作用力等引起的车体振动也会向车内辐射噪声，致使车内噪声较高。

为了提高车辆地板结构的隔声性能，降低车内噪声水平；目前地铁车辆大多采用铺设内装地板(如铝蜂窝板)的方式来提高隔声性能。然而，内装地板结构不但成本高，而且质量大，不利于车辆轻量化。同时，也在一定程度上使地铁车辆的设计结构复杂，增加了车辆维护的难度。

噪声的本质是振动，降低结构振动才能控制车厢噪声。实用新型专利ZL201320564519.3公开了“一种铁路车辆减振地板”；该减振地板实现了刚性紧固件与柔性材料(橡胶)的结合，使车内设备和彻底骨架之间间接固定连接，有效防止了车内设备拔出。然而，橡胶减振频域窄且受温度变化影响大，因此在一定程度上会影响减振地板的减振效果。发明专利申请201510827505.X公开了“一种新型高速列车减振降噪地板结构”；该申请采用减震频率宽泛且连续可调的钢丝网减震器作为主要的减振降噪部件；将隔声材料、吸声材料和高性能阻尼材料等性能优良的降噪吸声装置按照全新的布局顺序和组合层次与车体铝型材结合。该结构从克服了木质地板结构减振效果不佳，以及橡胶材料减振频域窄且受温度变化影响大的缺点。然而，该结构相对复杂，大大增加了车厢地板的整体厚度及质量，而且铺装繁琐，不易实施。

常冠军等人(《粘弹性阻尼材料》，国防工业出版社，2012年，230页)的研究表明，在阻尼层与基板之间牢固地粘合一层抗剪刚度极大而抗弯刚度极小的材料作为中间层(Spacer)，可使结构损耗因子提高，且可降低系统的质量。他们认为，在给定厚度的阻尼结构中，2/3的阻尼作用发生在外部的半层材料中，因此内半层可以用“无重量”的材料取代。这个内半层“无重量”的材料称为扩变层或垫高层，它可以加大从粘接的中线平面算起的阻尼处理距离(相当于增加阻尼层的厚度)，从而也就加大了粘弹层形变，结构阻尼也就随之增大。同时，扩变层的加入还有加宽有效阻尼温度宽度的作用。并且因为扩变层材料密度很小，所以可以显著降低阻尼材料系统的表观质量。目前采用的垫高层是蜂窝状或者蓬松的硬泡沫，其附带作用是吸声和隔热。然而，由于现有的垫高阻尼结构往往采用已经固化的阻尼材料通过粘接剂粘接，容易产生层间结合不牢固、扩变层强度过低的问题；当垫高阻尼结构应用于较大振动构件的减振时，这种问题尤为明显。此外，采用普通的硬泡沫不耐火，也存在钢轨不防火、安全性不能保证等问题。

目前，基于碳纳米管的研究热度，许多人已经针对在泡沫中添加碳纳米管进行了研究。其中，大多采用物理添加的方法。而Kuan H C和Jung Y C等人采用了化学键键合的方法向聚氨酯泡沫中添加碳纳米管。然而，其添加碳纳米管的目的是提高材料的强度和韧性，以及提高材料的导电性、电磁屏蔽性和光电子发射性。基于上述目的，目前添加了碳纳米管的聚氨酯泡沫的应用仅限于以下几个方面：电子材料领域、智能材料领域、节能材料领域和生物医学材料领域。

发明内容