动车组轻质高隔声地板及其设计方法与流程

技术特征：
1.动车组轻质高隔声地板，其特征在于，包括：承载层，为中空挤压铝型材，所述承载层的顶面设有损耗因子大于0.16的第一阻尼浆层，底面设有损耗因子大于0.16的第二阻尼浆层；中间填充层，铺设于所述第一阻尼浆层上，包括自下而上依次层叠铺设的沥水板层、吸音棉层、隔音毡层；超材料饰板层，位于所述中间填充层上方，底面与所述隔音毡层贴合，所述超材料饰板层内部周期性阵列分布有用于提供阻尼的模态结构单元；减震器阵列，包括阵列分布的多个零赫兹减震器，所述零赫兹减震器的底端与所述承载层的顶面固定连接，顶端向上依次穿过所述第一阻尼浆层、所述中间填充层，并与所述超材料饰板层的底面固定连接。2.如权利要求1所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述超材料饰板层包括：均质基材板，周期性阵列分布有通孔阵列；实心金属球阵列，对应嵌装于所述通孔阵列中，且所述实心金属球阵列的每个实心金属球体上均包裹有低密度橡胶层；其中，所述实心金属球体的弹性模量大于所述均质基材板的弹性模量，所述低密度橡胶层的弹性模量小于所述均质基材板的弹性模量，每个所述实心金属球体与包裹于其周壁上的所述低密度橡胶层均形成一个所述模态结构单元。3.如权利要求2所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，各个所述实心金属球体分别通过树脂填充料封装于所述通孔阵列的相应通孔内，所述树脂填充料的弹性模量与所述均质基材板的弹性模量一致。4.如权利要求1所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述零赫兹减震器包括：底座，固定连接于所述承载层的顶面上，所述底座的中部设有竖直向上延伸的连接轴；组合碟簧，套设于所述连接轴上；浮座，上下滑动套装于所述连接轴上，且抵压于所述组合碟簧的顶端，所述浮座与所述超材料饰板层的底面固定连接；预紧件，与所述连接轴螺纹旋接配合，且抵压于所述浮座上；其中，在空载状态时，所述组合碟簧在所述预紧件的预紧力作用下的压缩量为0.75～0.8h0。5.如权利要求4所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述组合碟簧由两对叠合碟簧依次对合而成。6.如权利要求4所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述连接轴上套设有橡胶限位套，所述橡胶限位套的外周壁与所述组合碟簧的内孔壁抵接。7.如权利要求1-6任一项所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述承载层的厚度为75～85mm，所述第一阻尼浆层的厚度为2.5～3.5mm、所述第二阻尼浆层的厚度为2.5～4.5mm。8.如权利要求1-6任一项所述的动车组轻质高隔声地板，其特征在于，所述超材料饰板层的厚度为19～20mm，所述超材料饰板层上铺设有地板布。9.动车组轻质高隔声地板设计方法，其特征在于，包括以下步骤：统计既有线路动车组的车内噪声水平，结合差异化对比分析制定车内噪声指标限值；
通过既有线路的动车组面板贡献量测试获得具体部位、具体频率对车内噪声水平的影响量，根据测试结果，以次部位主要频率段的隔声量为重点控制对象，分解所述车内噪声指标限值，制定地板整体隔声量指标；根据动车组边界条件，将所述地板整体隔声量指标分解至地板各层部件上，获得各层部件的单部件隔声量指标；根据各个所述单部件隔声量指标，考虑地板各层部件的重量、隔热、强度指标以及各层部件间的干涉问题，确定地板各层部件结构及地板整体结构；根据确定的地板各层部件结构制作各层部件样品，分别对各层部件样品进行测试验证，并在验证达标后按照确定的所述地板整体结构制作如权利要求1-8任一项所述的动车组轻质高隔声地板。10.如权利要求9所述的动车组轻质高隔声地板设计方法，其特征在于，所述根据各个所述单部件隔声量指标，考虑地板各层部件的重量、隔热、强度指标以及各层部件间的干涉问题，确定地板各层部件结构及地板整体结构包括：确定饰板层结构：按照周期性阵列分布的方式在均质基材板中嵌入硅橡胶包裹的金属球；确定承载层结构：在中空挤压铝型材的上下两面分别喷涂损耗因子大于0.16的阻尼浆；确定承载层和饰板层的连接结构：采用基于正刚度碟簧和负刚度碟簧对合结构的零赫兹减震器，将阵列分布的多个所述零赫兹减震器作为连接结构。

技术总结
本发明提供了一种动车组轻质高隔声地板及其设计方法，动车组轻质高隔声地板包括承载层、中间填充层、超材料饰板层，以及减震器阵列；其中，承载层的顶面和底面均设有高损耗因子的阻尼浆层；中间填充层包括自下而上依次层叠铺设的沥水板层、吸音棉层、隔音毡层；超材料饰板层位于中间填充层上方，底面与隔音毡层贴合，超材料饰板层内部周期性阵列分布有用于提供阻尼的模态结构单元；减震器阵列包括阵列分布的多个零赫兹减震器，零赫兹减震器的底端与承载层的顶面固定连接，顶端向上穿过中间填充层与超材料饰板层固定连接。本发明提供的动车组轻质高隔声地板，能够在不增加地板质量和厚度的前提下提高动车组地板的隔声量。度的前提下提高动车组地板的隔声量。度的前提下提高动车组地板的隔声量。


技术研发人员：贾尚帅 韩铁礼 王兴民 潘德阔 赵新利 张文敏
受保护的技术使用者：中车唐山机车车辆有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2022/5/30