一种轨道车辆降噪地板的制作方法

1.本发明属于轨道列车车体降噪技术领域，具体涉及一种轨道车辆降噪地板。


背景技术：

2.如今，随着高速列车的运行速度不断提高，列车噪声的问题也日益严重，它不仅影响人们的乘坐舒适度，高强度的噪声还会给旅客的身体带来烦躁感、疲惫感，长时间处于噪声中甚至对人的听力造成损害。同时，长时间的噪音对列车司乘人员身体健康具有不小的威胁，它使列车人员迅速疲劳甚至影响列车正常工作，所以控制高速列车车内噪声已经成为一个急需解决的问题。
3.目前，为实现车体结构轻量化，主要措施是将内装地板替换为瓦楞板，其由上板、下板和中间的波纹板组成。瓦楞板的夹层结构使面板受力均匀分散，避免结构产生集中载荷。其具有良好的刚强度，其厚度较薄但可以承载车体重量。但是由于瓦楞板结构的刚强度较大，且质量轻，对于底部轮轨噪声的隔声效果较差。且瓦楞板的面板均为密实金属材料，对车内噪声的吸声效果极差。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的轨道车辆内装地板的隔声和吸声性能较差的不足，提供一种结构紧凑、制作简单、力学强度高且隔声和吸声性能优异的轨道车辆降噪地板。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种轨道车辆降噪地板，包括：上面板、下面板和波纹板，所述上面板和波纹板上均设有微孔；所述上面板、波纹板和下面板由上至下依次固定连接，所述上面板与波纹板连接形成多个波谷空腔，下面板与波纹板连接形成多个波峰空腔，所述波谷空腔和波峰空腔内分别填充有不同声阻抗特性的吸声材料，用于吸收或隔绝高频噪声。
7.作为本发明的进一步改进，所述吸声材料与波谷空腔和波峰空腔之间均存在厚度可调的空气隔层，以实现吸声材料、上面板和波纹板之间构成串联式共振吸声结构，用于吸收低频噪声。
8.作为本发明的进一步改进，所述上面板上均布有多个第一微孔，所述第一微孔的直径为1mm～3mm。
9.作为本发明的进一步改进，所述波纹板的波峰两侧对称设有第二微孔，所述第二微孔的直径为0.5mm～2.5mm。
10.作为本发明的进一步改进，所述第一微孔的直径大于或等于第二微孔的直径。
11.作为本发明的进一步改进，所述吸声材料在波谷空腔和波峰空腔内的填充高度低于或等于第二微孔在波纹板上的设置高度。
12.作为本发明的进一步改进，所述吸声材料为三聚氰胺或岩棉或橡胶阻尼材料。
13.作为本发明的进一步改进，所述上面板和下面板的制备材料为金属材料。
14.作为本发明的进一步改进，所述上面板、波纹板和下面板之间采用焊接方式固定连接。
15.作为本发明的进一步改进，所述上面板和下面板的制备材料为非金属复合材料。
16.作为本发明的进一步改进，所述上面板、波纹板和下面板之间采用胶粘方式固定连接。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.本发明的轨道车辆降噪地板，通过在上面板和波纹管上均设置了微孔，并在上面板与波纹板连接形成的波谷空腔内、以及下面板与波纹板连接形成的波峰空腔内分别填充有不同声阻抗特性的吸声材料，有效实现了吸收或隔绝高频噪声；与此同时，波纹板的波峰两侧对称设有第二微孔，使得波谷空腔和波峰空腔相互联通，并且吸声材料与波谷空腔和波峰空腔之间均存在厚度可调的空气隔层，也就是吸声材料与上面板和波纹管之间均预留了一定厚度的空气层，使得吸声材料与上面板和波纹板之间构成了串联式共振吸声结构，实现了更低频和更宽频段的噪声吸收。进一步地，上面板和波纹板上的微孔孔径大小和排列位置、以及串联式共振吸声结构的空腔大小均与轨道车辆内主要噪声的频率相关，并且可以通过改变吸声材料在各个波谷空腔和各个波峰空腔内的填充体积来调整串联式共振吸声结构的空腔大小，形成了不同空腔的串联组合，在降噪地板中获得了多样化的吸声结构，结合了声学降噪材料和共振结构的特性，显著提高了降噪地板的隔声和吸声性能，很好地满足了轨道车辆的降噪需求，提高了轨道车辆的乘坐舒适性。
附图说明
19.图1为本发明的轨道车辆降噪地板的结构原理示意图。
20.图2为本发明的轨道车辆降噪地板的横截面结构原理示意图。
21.图3为本发明的轨道车辆降噪地板中波纹板的结构原理示意图。
22.图例说明：1、上面板；2、下面板；3、波纹板；4、第一吸声材料；5、第二吸声材料；6、第一微孔；7、波谷空腔；8、第二微孔；9、波峰空腔。
具体实施方式
23.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
24.实施例1
25.如图1至图3所示，本发明的轨道车辆降噪地板，包括：上面板1、下面板2和波纹板3，上面板1和波纹板3上均设有微孔，波纹板3的高度为20mm～40mm。上面板1、波纹板3和下面板2由上至下依次固定连接，上面板1与波纹板3连接形成多个波谷空腔7，下面板2与波纹板3连接形成多个波峰空腔9。波谷空腔7内填充有第一吸声材料4，波峰空腔9内填充有第二吸声材料5，第一吸声材料4和第二吸声材料5分别具有不同的声阻抗特性，但都可以采用多孔吸声材料，用于吸收或隔绝高频噪声，以实现轨道车辆降噪。可以理解，本实施例中，高频噪声是指频率在1000hz～3000hz的噪声，低频噪声是指频率在100hz～1000hz的噪声。可以理解，第一吸声材料4和第二吸声材料5的种类选择，以及两种吸声材料在波谷空腔7和波峰空腔9内的填充位置是与车辆主要噪声的频率相关的。例如噪声频率较高的部分，可以选用
声阻抗特性更优异的多孔吸声材料，并且增加多孔吸声材料在波谷空腔7和波峰空腔9内的填充量，以提高降噪的成效；在噪声频率较低的部分，则可以降低对多孔吸声材料的性能要求，并相应调整多孔吸声材料在波谷空腔7和波峰空腔9内的填充量，既满足了降噪的需求，又降低了降噪地板的制造成本。在降噪地板的制备过程中，首先根据各个波谷空腔7和波峰空腔9内的填充需求，将多孔吸声材料进行相应的切割，然后再将切割加工好的多孔吸声材料填充入相应的波谷空腔7或波峰空腔9中。
26.本实施例中，吸声材料与波谷空腔7和波峰空腔9之间均存在厚度可调的空气隔层，以实现吸声材料、上面板1和波纹板3之间构成串联式共振吸声结构，用于吸收低频噪声。如图2所示，第一吸声材料4在各个波谷空腔7内的填充高度并不相同，第二吸声材料5在波峰空腔9内的填充高度也略有差异，并且吸声材料并未完全填满波谷空腔7或波峰空腔9，使得吸声材料、上面板1和波纹板3之间构成了串联式共振吸声结构，低频率的噪声在串联式的共振吸声结构中传播并被吸收。可以理解，吸声材料在波谷空腔7或波峰空腔9内的填充高度可以根据实际的降噪需求进行调整，以实现串联式共振吸声结构的空腔体积大小调整，实现更宽频段噪声的吸收。
27.本实施例中，上面板1上均布有多个第一微孔6，第一微孔6的直径为1mm～3mm。波纹板3的波峰两侧对称设有第二微孔8，第二微孔8的直径为0.5mm～2.5mm。进一步地，第一微孔6的直径比第二微孔8的直径大0.5mm。根据阻抗匹配原理，作为前方开孔的第一微孔6的孔径大于或等于作为后方开孔的第二微孔8的孔径，有利于提高吸声峰值，提高噪声吸收的成效。
28.本实施例中，第一吸声材料4在波谷空腔7内的填充高度和第二吸声材料5在波峰空腔9内的填充高度低于或等于第二微孔8在波纹板3上的设置高度。以确保波谷空腔7和波峰空腔9相互联通，使得吸声材料与上面板1和波纹板3之间构成串联式共振吸声结构，实现了更低频和更宽频段的噪声吸收。
29.本实施例中，吸声材料可以采用三聚氰胺或岩棉或橡胶阻尼材料。进一步地，第一吸声材料4采用三聚氰胺材料，则第二吸声材料5采用岩棉材料。第一吸声材料4和第二吸声材料5分别采用具有不同声阻抗特性的材料，以利于更好地吸收或隔绝高频噪声。
30.本实施例中，上面板1、下面板2和波纹板3的制备材料为金属材料，例如铝合金材料，具有机械强度高、耐腐蚀、焊接性能优良等特点。相应的，上面板1、波纹板3和下面板2之间采用焊接方式固定连接。
31.可以理解，在其他实施例中，上面板1、下面板2和波纹板3的制备材料也可以采用非金属复合材料，例如碳纤维复合材料，具有优异的力学性能，既保留了碳材料的固有本性特征，又兼备了纺织纤维的柔软可加工性，实现了降噪地板的轻量化设计。相应的，上面板1、波纹板3和下面板2之间采用胶粘方式固定连接。
32.本实施例中，通过在上面板1和波纹管3上均设置了微孔，并在上面板1与波纹板3连接形成的波谷空腔7内、以及下面板2与波纹板3连接形成的波峰空腔9内分别填充有不同声阻抗特性的第一吸声材料和第二吸声材料，有效实现了吸收或隔绝高频噪声。与此同时，波纹板3的波峰两侧对称设有第二微孔8，使得波谷空腔7和波峰空腔9相互联通，并且吸声材料与波谷空腔7和波峰空腔9之间均存在厚度可调的空气隔层，也就是吸声材料与上面板1和波纹管3之间均预留了一定厚度的空气层，使得吸声材料与上面板1和波纹板3之间构成
了串联式共振吸声结构，实现了更低频和更宽频段的噪声吸收。进一步地，上面板1和波纹板3上的微孔孔径大小和排列位置、以及串联式共振吸声结构的空腔大小均与轨道车辆内主要噪声的频率相关，并且可以通过改变吸声材料在各个波谷空腔7和各个波峰空腔9内的填充体积来调整串联式共振吸声结构的空腔大小，形成了不同空腔的串联组合，在降噪地板中获得了多样化的吸声结构，结合了声学降噪材料和共振结构的特性，显著提高了降噪地板的隔声和吸声性能，很好地满足了轨道车辆的降噪需求。
33.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。