吸声板、轨道车辆地板和轨道车辆的制作方法

1.本公开涉及轨道交通技术领域，具体地，涉及一种吸声板、轨道车辆地板和轨道车辆。


背景技术：

2.在列车行驶过程中，路噪以及电机驱动噪声主要以中低频的空气噪声的形式由地板向舱内辐射，单一穿孔板超材料依靠腔内空气的局部共振来达到吸声的目的，具有很强的频率选择性，吸声的带宽也较窄。相关技术中，为了对低频噪声进行控制，需要较厚的体积，无法保证轻量化设计；为了实现宽频吸声，需要有较复杂的设计，具有复杂的曲面造型使用现行的量产生产方案，如注塑、挤出、吸塑等难以生产，使用3d打印技术，价格昂贵，影响推广。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种吸声板、轨道车辆地板和轨道车辆，以解决相关技术中吸声板无法同时满足降低噪声、轻量化设计、易于加工等问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种吸声板，包括具有空腔的板主体，所述板主体内设置有多块隔板，各所述隔板将所述空腔分隔成多个共振腔，各所述共振腔沿第一方向延伸并贯穿所述板主体，至少在所述板主体的厚度方向上，多个所述共振腔的尺寸不同，其中，所述第一方向为所述板主体的长度方向或宽度方向。
5.可选地，所述板主体包括间隔设置的上层板和下层板，所述隔板包括多块连接所述上层板和所述下层板的第一隔板以及连接相邻两个所述第一隔板的第二隔板，其中，
6.所述上层板和所述下层板上分别形成有第一通孔，所述第二隔板和所述上层板之间、所述第二隔板和所述下层板之间形成所述共振腔。
7.可选地，所述隔板还包括连接相邻两个所述第一隔板的第三隔板，所述第三隔板上形成有第二通孔，其中，多块所述第三隔板之间至少设置一块第二隔板。
8.可选地，所述第一通孔和所述第二通孔分别为多个且沿所述第一方向间隔设置。
9.可选地，所述第二隔板与所述上层板之间的距离d1与所述第二隔板与所述下层板之间的距离d2不相等，相邻两个所述第一隔板之间的距离d3相等。
10.可选地，所述多块隔板关于所述板主体的轴线呈轴对称布置或呈中心对称布置。
11.可选地，所述吸声板还包括间隔布置在所述板主体上方的加强板，所述加强板与所述板主体的顶面之间设置有多个弹性支撑件，多个所述弹性支撑件间隔设置。
12.可选地，至少部分所述共振腔内填充设置有吸声材料。
13.可选地，所述吸声板包括多块相互拼接的板主体，所述板主体的两端分别形成有连接结构，以与相邻的所述板主体相连接。
14.可选地，所述连接结构包括位于第一端的凸起部和位于第二端的容纳部，所述容纳部包括沿厚度方向间隔设置的两个支端，所述凸起部能够安装在两个所述支端形成的容
纳空间内，两个所述支端和所述凸起部分别开设有连接孔，两个所述板主体通过穿过所述连接孔的紧固件相连接。
15.根据本公开的第二个方面，提供一种轨道车辆地板，所述轨道车辆地板至少部分为上述吸声板。
16.根据本公开的第三个方面，提供一种轨道车辆，包括地板，所述地板为上述的轨道车辆地板。
17.通过上述技术方案，利用隔板将板主体的空腔分隔为至少在板主体厚度方向上尺寸不同的共振腔，使不同的大小的共振腔组合能够发挥耦合作用，扩大吸声板的吸声频率范围，实现宽频带吸声，实现对噪声的控制。同时，隔板以及包含空腔的板主体的设置结构简单，可以利用挤出工艺量产，降低生产成本，还能够满足轻量化设计和结构强度方面的要求。
18.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
20.图1是根据本公开一种实施方式的吸声板安装在轨道车辆中的示意图。
21.图2是根据本公开一种实施方式的吸声板的示意图。
22.图3是根据本公开一种实施方式的吸声板的连接结构的示意图。
23.图4是根据本公开一种实施方式的吸声板的俯视图。
24.图5是根据本公开一种实施方式的去除第二隔板的吸声板的示意图。
25.图6是根据本公开一种实施方式的吸声板与其他吸声结构的吸声系数对比图。
26.附图标记说明
27.1-板主体；10-共振腔；100-第一通孔；11-上层板；12-下层板；2-隔板；21-第一隔板；22-第二隔板；23-第三隔板；230-第二通孔；3-加强板；4-弹性支撑垫；51-凸起部；52-容纳部；53-连接孔。
具体实施方式
28.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
29.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”是针对本公开提供的吸声板正常安装的情况下定义的，具体可参考图1所示的图面方向，“长度方向”、“宽度方向”是针对本公开提供的吸声板用作轨道车辆地板的情况进行定义的，具体可参考图4所示的图面方向，“长度方向”可以为车辆的前后方向，“宽度方向”可以为车辆的左右方向，“内”、“外”是针对相应零件的实际轮廓进行定义的，使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。
30.基于现有方案所存在的问题，根据本公开的一种实施方式，提供一种吸声板，如图1至图4所示，可以包括具有空腔的板主体1，板主体1内设置有多块隔板2，各隔板2将空腔分
隔成多个共振腔10，各共振腔10沿第一方向延伸并贯穿板主体1，至少在板主体1的厚度方向上，多个共振腔10的尺寸不同，其中，第一方向可以为板主体1的长度方向或宽度方向。这里，本公开提供的吸声板可以用作轨道车辆地板、内饰板、设备壳体等任意合适的部件，具有降噪需求的部件均可以采用本公开提供的吸声板的设计方式，具体下文中将以用作轨道车辆地板为例进行详细介绍。在本公开中，第一方向可以为板主体1的长度方向，即车辆的前后方向(图1中的纸面方向)，多个共振腔10的尺寸可以在厚度方向上不同，也可以在宽度方向上不同，以形成具有不同体积的共振腔10。本公开中隔板2采用完全垂直布置或水平布置的方式，以形成形状规则均匀的共振腔10，当然，隔板2也可以倾斜布置、弯曲布置，横截面为三角形、圆形或不规则形状的共振腔10也属于本公开的保护范围。
31.通过上述技术方案，利用隔板2将板主体1的空腔分隔为至少在板主体1厚度方向上尺寸不同的共振腔10，使不同的大小的共振腔10组合能够发挥耦合作用，扩大吸声板的吸声频率范围，实现宽频带吸声，实现对噪声的控制。同时，隔板2以及包含空腔的板主体1的设置结构简单，可以利用挤出工艺量产，降低生产成本，还能够轻量化设计和结构强度方面的要求。
32.进一步地，如图2和图4所示，板主体1包括间隔设置的上层板11和下层板12，隔板2包括多个连接上层板11和下层板12的第一隔板21以及连接相邻两个第一隔板21的第二隔板22，其中，上层板11和下层板12上分别形成有第一通孔100，第二隔板22和上层板11之间、第二隔板22和下层板12之间形成共振腔10。第一通孔100与共振腔10形成共振结构，隔板2将空腔划分为不同尺寸的共振腔10，共振腔10和对应的第一通孔100可以形成的不同的吸声单元，通过第一通孔100与共振腔10的共同作用，利用不同单元之间的耦合共振作用，可实现对不同频段噪声的控制。
33.需要说明的是，在不存在第二隔板22的情况下，如图5所示，若去除第二隔板22，则在竖直方向上，由双共振腔变为单共振腔，经过实验，如图6所示，在中低频率的范围内，双共振腔10的效果优于单共振腔10的吸声效果。第二隔板22的数量不做具体限定，在本公开的一示例性实施方式中，可以设置一块第二隔板22，形成双层共振腔结构，上层共振腔吸收车内噪声，下层共振腔吸收车外噪音。在本公开的另一示例性实施方式中，可以通过增加第二隔板22的数量，在相邻两个第二隔板22构成隔离腔，可以将隔离腔进行抽真空处理，能够起到隔离作用，以减小由于声音振动带动的板振动，起到减振效果。
34.进一步地，如图2所示，隔板2还可以包括连接相邻两个第一隔板21的第三隔板23，第三隔板23上形成有第二通孔230，其中，多块第三隔板23之间至少设置一块第二隔板22。在本公开的一示例性实施例中，多块第三隔板23之间可以设置一块第二隔板22，第二隔板22起到隔离作用以将吸声板至少隔离成上下两个部分，多块第三隔板23的设置可以使吸声板的上下两部分分别包括多个相串联的共振腔10，以提高吸声效果；在本公开的另一示例性实施例中，多块第三隔板23中也可以有两块相邻的第二隔板22，在多个共振腔10之间设置一个隔离腔，在吸声同时起到减振效果。
35.进一步地，如图2和图4所示，第一通孔100和第二通孔230分别可以为多个且沿第一方向间隔设置。第一通孔100和第二通孔230均可以等间隔布置，例如间隔18mm，以保证在第一方向上声音可以通过不同的通孔进入对应的共振腔10内。
36.进一步地，如图2所示，第二隔板22与上层板11之间的距离d1与第二隔板22与下层
板12之间的距离d2不相等。即，多个共振腔10的高度尺寸不同，第二隔板22的设置使板主体1至少构造为双层结构，能够对客舱以外以及客舱以内的不同频段的噪声进行吸收。如图2中第四列(从左边数)所示，以吸声板的上层结构为例，在第二隔板22和上层板11之间设置第三隔板23、上层的两个共振腔10串联的实施例中，这里的d1为相串联两个共振腔的总高度。
37.进一步地，如图2所示，相邻两个第一隔板21之间的距离d3相同多个共振腔10的宽度尺寸相同，以便于后续生产线在制作整个板主体1时进行批量加工。
38.另外，关于本公开吸声板相关部件的规格尺寸，上层板11和下层板12可以按照18mm的间隔放置，相邻两个第一隔板21之间的距离d3可以为18mm，第一隔板21的厚度可以为2mm，第二隔板22的厚度可以为1mm，针对不同的共振腔10，第二隔板22与下层板12之间的距离d2可以分别为12mm、10mm、8mm、6mm、4mm等。
39.进一步地，经研究发现，列车的行驶噪音，传播至车厢以内时，频段不会发生太大变化，车厢以内和车厢以外的噪声成分相似，考虑到这点，多个隔板2可以关于板主体1的轴线呈中心对称布置，以相邻两个第一隔板21之间仅通过一层第二隔板22相连接，形成双层吸振板的实施方式为例，板主体1轴线两侧的多个第二隔板22采用中心对称的布置方式，可以使上下两层的吸声频带相同，在兼顾结构稳定性同时使空间利用率达到最大，相较于第二隔板22随机放置，呈对称布置型的规律布置也可以统一流水线生产规格，方便生产，降低生产成本，方便挤出成型工艺的实现。在其他实施方式中，多块隔板2还可以关于板主体1的轴线呈轴对称布置，使左右两边的吸声频带相同，同样可以方便加工和制造。
40.根据本公开的一种实施方式，如图2所示，吸声板可以还包括间隔布置在板主体1上方的加强板3，加强板3与板主体1的顶面之间设置有多个弹性支撑件4，多个弹性支撑件4间隔设置。加强板3可以用于加强结构以及防止污水等流入空腔内，弹性支撑件4可以减小加强板3的振动，其中，加强板3可以选用复合玻璃纤维板，弹性支撑件4可以选用复合橡胶垫，本公开对此不做任何限定。
41.根据本公开的一种实施方式，至少部分共振腔10内可以填充设置有吸声材料，吸声材料可以选用吸音棉，也可以选择泡沫等轻质纤维，如图6所示，相较于共振结构，吸声材料如传统吸音棉等对高频区域的声音吸收具有更好的效果，因此，在共振腔10内填充有吸声材料，可以补足共振结构在高频区域内效果不佳的劣势，以便于吸声板在降低中低频率噪声的基础上，可以同时实现对高频噪声的控制，实现宽频带吸声。
42.根据本公开的一种实施方式，如图2和图3所示，吸声板包括多块相互拼接的板主体1，板主体1的两端可以分别形成有连接结构，以与相邻的板主体1相连接，多块板主体1可以通过两端连接结构进行拼接和拓展，以便于完成吸声板的大面积铺设。
43.连接结构可以为任意适当的形式，例如卡接、紧固件连接、插接等，在本公开的一示例性实施方式中，如图2和图3所示，连接结构包括位于第一端的凸起部51和位于第二端的容纳部52，容纳部52包括沿厚度方向间隔设置的两个支端，凸起部51能够安装在两个支端形成的容纳空间内，两个支端和凸起部51分别开设有连接孔，两个板主体1通过穿过连接孔53的紧固件相连接。凸起部51可以卡接在容纳部52中，通过拼接的方式使两块相邻的板主体1拼合在一起，同时，为了更好的固定两块板主体1，凸起部51与容纳部52可以在对应位置贯穿有连接孔53，连接孔53中可以进一步设置紧固件，以便于更好的对连接位置进行加
固，同时方便拆卸，便于后期更换和维护。
44.在上述方案的基础上，本公开还提供一种轨道车辆地板，该轨道车辆地板至少部分为上文介绍的吸声板，且该轨道车辆地板具有上述吸声板所有有益效果，这里不再赘述。
45.在上述方案的基础上，本公开还提供一种轨道车辆，包括地板，地板可以为上述的轨道车辆地板，地板可以由如图1所示铺设在轨道车辆内，在列车行驶过程中，路噪以及电机驱动噪声主要以中低频的空气噪声的形式由地板向舱内辐射，由隔板2分隔的不同尺寸共振腔10，可以同时对车内外进行噪声的降噪。本公开提供的轨道车辆地板可以对客舱内外的低频噪声进行吸收，提高了客舱内部声品质，符合轻量化设计原则的同时提升结构强度，结合超材料的共振腔耦合原理以及生产工艺，相比于现有技术，可以以更低的成本进行生产。
46.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
47.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
48.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。