專利名稱：用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速列車車內(nèi)噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置。
背景技術(shù)：
噪聲控制領(lǐng)域應(yīng)用的吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)種類很多，依其吸聲機(jī)理可分為三大類，即多孔性吸聲材料、共振型吸聲結(jié)構(gòu)和兼有兩者特點(diǎn)的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。例如，超細(xì)玻璃棉和聚氨脂泡沫等屬于多孔性吸聲材料，薄板吸聲結(jié)構(gòu)、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板吸聲體等屬于共振型吸聲結(jié)構(gòu)，而像礦棉板吊預(yù)結(jié)構(gòu)屬于復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。馬大猷于1975年在《中國科學(xué)》上發(fā)表的關(guān)于“微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論與設(shè)計(jì)”的文章，正式提出了“微穿孔板吸聲體”的概念，開拓了共振吸聲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域。與普通穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)相比，微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是直徑在Imm以下微孔與板腔，其吸聲頻帶寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，具有寬吸聲頻帶特性，在吸聲降噪和改善室內(nèi)音質(zhì)方面有著廣泛的應(yīng)用。微縫板吸聲體與微穿孔板吸聲體相似，即微孔形狀變化為狹長的窄縫，其吸聲特性理論公式也只是計(jì)算系數(shù)略有不同。另外，微穿孔和微穿縫板體結(jié)構(gòu)可用多種材料制成，具有耐高溫、耐腐蝕、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。我國列車提速后噪聲問題顯得愈加突出，已成為制約高速鐵路技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，噪聲污染不僅嚴(yán)重影響車內(nèi)的安靜性和乘員的舒適性，而且也影響了高鐵沿線區(qū)域居民的生活環(huán)境。列車車廂內(nèi)噪聲控制最有效的方法是通過內(nèi)部聲學(xué)材料與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來有效吸收和隔離內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲源。高速列車行李架的下方是主要 的聲源集中點(diǎn)之一，針對(duì)高速列車行李架的下方的位置結(jié)構(gòu)和噪音頻率分布等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)最近的吸聲降噪裝置是行業(yè)內(nèi)急需解決的問題之
O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:—種用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，包括所述側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板和列車的行李架托板共同組成封閉空腔。所述側(cè)板圍成一圈形成側(cè)板空腔，所述側(cè)板空腔的一端與所述列車行李架托板的下側(cè)封閉連接，所述側(cè)板空腔的另一端與所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板封閉連接。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿孔板，所述微穿孔板的厚度為0.01 10.0mm ;所述微穿孔板的穿孔直徑為0.1 1.0mm，穿孔率0.1% 10%。所述的微穿孔板的厚度0.1 5mm ;所述微穿孔板上的穿孔直徑0.2 0.8mm,所述穿孔率O. 25% 5%o所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿縫板，所述微穿縫板的厚度為O. 01 10. Omm ;所述微穿縫板的穿縫寬度為O.1 1. Omm ;所述穿縫率O. 1% 10%。所述的微穿縫板的厚度O.1 5mm ;所述微穿縫板上的穿縫寬度O. 2 O. 8mm,所
述穿縫率O. 25% 5%。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板包括第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，形成雙層微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板位于所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和所述列車行李架托板之間；所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板至所述行李架托板之間封閉空腔深度10 400mm，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距離5 100mm。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上鋪設(shè)有微穿孔薄膜或微穿縫薄膜，或者所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板用微穿孔薄膜或微穿縫薄膜替代。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為鋼板、鐵板、銅板、鋁板、不銹鋼板、塑料板、玻璃板、PVC板、PE板或木板；所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板粘接或焊接在所述側(cè)板上，與所述側(cè)板間為硬接觸；所述側(cè)板與列車行李架拖板粘連或焊接，也為硬接觸。所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的穿孔或穿縫的排列方式為規(guī)則的三角形或正方形排列方式，或?yàn)榉且?guī)則排列方式。本發(fā)明所謂的微穿孔狀結(jié)構(gòu)，可以是各種形狀的微穿孔，也可以是微穿縫，以達(dá)到吸聲的作用。本發(fā)明中所謂的穿孔率=穿孔面積/板面積X 100% ;本發(fā)明所謂的穿縫率=穿縫面積/板面積X 100%。本發(fā)明提出了一種微穿孔狀結(jié)構(gòu)的板腔共振吸聲結(jié)構(gòu)，針對(duì)列車高速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)高噪聲級(jí)的頻率段，對(duì)吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終達(dá)到有效吸聲降噪的目的。本發(fā)明的有益效果如下(I)本發(fā)明裝置是根據(jù)高速列車實(shí)車運(yùn)行測試的試驗(yàn)結(jié)果，針對(duì)列車內(nèi)需要重點(diǎn)降噪的頻段所特別設(shè)計(jì)；本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)適應(yīng)了高速列車車廂內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，在不影響乘客乘坐的前提下，盡可能的利用車廂內(nèi)有限的空間。(2)本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)適應(yīng)了高速列車車廂內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，針對(duì)高速列車行李架的下方的位置結(jié)構(gòu)和噪音頻率分布等特點(diǎn)，用微穿孔吸聲裝置取代原有車內(nèi)的各種多孔性吸聲材料，能夠在大幅度提聞吸聲效果的如提下，減少污染和對(duì)人體健康的危害，能夠在大幅度提聞吸聲效果的如提下，減少污染和對(duì)人體健康的危害。


圖1為本發(fā)明裝置在高速列車內(nèi)鋪設(shè)位置示意圖，主要鋪設(shè)在列車行李架下方。圖2為本發(fā)明的微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置示意圖，即由一穿有若干孔洞或窄縫的第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和側(cè)板構(gòu)成，安裝時(shí)將側(cè)板開放一端與行李架下側(cè)相連，二者與行李架托板圍成一封閉空腔。圖3為本發(fā)明的微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置另一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，即在第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板后添加第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板。圖4為實(shí)施例1所述的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲結(jié)構(gòu)在聲波正入射時(shí)吸聲系數(shù)的頻譜分布曲線圖。圖5為實(shí)施例2所述的雙層微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲結(jié)構(gòu)在聲波正入射時(shí)吸聲系數(shù)的頻譜分布曲線圖。圖6為實(shí)施例3所述的鉆孔銅制微穿孔狀結(jié)構(gòu)板樣品吸聲系數(shù)的測試曲線。圖7為實(shí)施例4所述的微穿縫板結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)的測試結(jié)果。1、第一孔洞或窄縫2、第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板3、側(cè)板4、第二孔洞或窄縫5、第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板6、行李架托板7、列車天花板8、列車地板9、鋪設(shè)于列車行李架處的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲結(jié)構(gòu)10、列車裙板
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1 :參考圖2，本實(shí)施例制作了一種本發(fā)明的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲結(jié)構(gòu)。該裝置由有機(jī)玻璃作的第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2和側(cè)板3組成，二者與行李架拖板共同構(gòu)成封閉空腔，該封閉空腔的深度為40mm，厚度為O. 4mm,第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板I上設(shè)有第一孔洞4，第一孔洞小直徑為O. 4_，第一孔洞4穿孔百分率為O. 785，第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板I上第一孔洞4的排列方式為規(guī)則的正方形排列。根據(jù)實(shí)施例1參數(shù)設(shè)計(jì)的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)頻譜曲線如附圖4所示。從圖中可以看到，頻率在800Hz左右時(shí)，吸聲系數(shù)達(dá)到最大值，此處的吸聲系數(shù)大于O. 9。根據(jù)以往高速列車實(shí)車運(yùn)行測試的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這正是車內(nèi)噪聲級(jí)較高的頻段之一。實(shí)施例2 參考圖3，本實(shí)施例制作了一種本發(fā)明的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板吸聲結(jié)構(gòu)。該裝置由透明有機(jī)玻璃制作的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2和5、列車行李架托板6、側(cè)板3以及組成的封閉空腔。第一層微穿孔狀結(jié)構(gòu)板封閉空腔的深度為20mm，厚度為O. 4mm,第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上設(shè)有第一孔洞1，第一孔洞I直徑為O. 4mm，第一孔洞I穿孔百分率為O. 785，第二層微穿孔狀結(jié)構(gòu)板封閉空腔的深度為30mm，厚度為O. 4mm,第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板5上設(shè)有第二孔洞4，第二孔洞4直徑為O. 4_，第二孔洞4穿孔百分率為O. 785。微穿孔狀結(jié)構(gòu)板5上第二孔洞4和微穿孔狀結(jié)構(gòu)板2上第一孔洞I排列方式為規(guī)則的正方形排列。根據(jù)實(shí)施例2參數(shù)設(shè)計(jì)的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)頻譜曲線如附圖4所示。從圖中可以看到，頻率在600Hz和1600Hz左右時(shí)，吸聲系數(shù)達(dá)到峰值。根據(jù)以往高速列車實(shí)車運(yùn)行測試的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這正是車內(nèi)噪聲級(jí)較高的頻段之一。實(shí)施例3 用直徑為O. 2mm的鉆頭鉆孔或者縫衣針和縫紉機(jī)針沖孔的方法加工樣品。材料可以選用鋁合金板、銅板、不銹鋼板以及塑料板等。微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的穿孔直徑O. 2_，微穿孔狀結(jié)構(gòu)板的厚度或穿孔長度O. 06mm，微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的孔間距4mm，側(cè)板和列車車廂間行李架托板共同組成封閉空腔的深度60mm，圖6為鉆孔銅板樣品的試驗(yàn)結(jié)果，這些樣品的試驗(yàn)結(jié)果均大于2個(gè)倍頻程。
實(shí)施例4 制作特定材料的微穿縫板,其中縫長2. 5mm、縫寬O. 4mm、縫深1. 6mm、縫間距5nm、穿縫率4%、縫后空腔340mm，縫以正方形排列。圖7為微穿縫板的試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果表明該樣品在特定頻帶吸聲效果較好。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:包括所述側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板和列車的行李架托板共同組成封閉空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述側(cè)板圍成一圈形成側(cè)板空腔，所述側(cè)板空腔的一端與所述列車行李架托板的下側(cè)封閉連接，所述側(cè)板空腔的另一端與所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板封閉連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿孔板，所述微穿孔板的厚度為0.0l 10.0mm ;所述微穿孔板的穿孔直徑為0.1 1.0mm，穿孔率0.1% 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述的微穿孔板的厚度0.1 5mm ;所述微穿孔板上的穿孔直徑0.2 0.8mm,所述穿孔率0.25% 5%o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為微穿縫板，所述微穿縫板的厚度為0.01 10.0mm ;所述微穿縫板的穿縫寬度為0.1 1.0mm ;所述穿縫率0.1% 10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述的微穿縫板的厚度0.1 5mm ;所述微穿縫板上的穿縫寬度0.2 0.8mm,所述穿縫率0.25% 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板包括第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，形成雙層微穿孔狀結(jié)構(gòu)吸聲裝置，所述第二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板位于所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板和所述列車行李架托板之間；所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板至所述行李架托板之間封閉空腔深度10 400mm，所述第 二微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距所述第一微穿孔狀結(jié)構(gòu)板距離5 100mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上鋪設(shè)有微穿孔薄膜或微穿縫薄膜，或者所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板用微穿孔薄膜或微穿縫薄膜替代。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板為鋼板、鐵板、銅板、鋁板、不銹鋼板、塑料板、玻璃板、PVC板、PE板或木板；所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板粘接或焊接在所述側(cè)板上，與所述側(cè)板間為硬接觸；所述側(cè)板與列車行李架拖板粘連或焊接，也為硬接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意之一所述的用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，其特征在于:所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板上的穿孔或穿縫的排列方式為規(guī)則的三角形或正方形排列方式，或?yàn)榉且?guī)則排列方式。
全文摘要
一種用于高速列車行李架的微穿孔板腔體共振吸聲裝置，包括所述側(cè)板和穿有若干孔洞或窄縫的微穿孔狀結(jié)構(gòu)板，所述微穿孔狀結(jié)構(gòu)板、所述側(cè)板和列車的行李架托板共同組成封閉空腔。本發(fā)明裝置是根據(jù)高速列車實(shí)車運(yùn)行測試的試驗(yàn)結(jié)果，針對(duì)列車內(nèi)需要重點(diǎn)降噪的頻段所特別設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)適應(yīng)了高速列車車廂內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，針對(duì)高速列車行李架的下方的位置結(jié)構(gòu)和噪音頻率分布等特點(diǎn)，用微穿孔吸聲裝置取代原有車內(nèi)的各種多孔性吸聲材料，能夠在大幅度提高吸聲效果的前提下，減少污染和對(duì)人體健康的危害，能夠在大幅度提高吸聲效果的前提下，減少污染和對(duì)人體健康的危害。
文檔編號(hào)B61D37/00GK103072589SQ20111041300
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者白國鋒, 楊弘, 隋富生, 郭偉強(qiáng), 程九梅 申請(qǐng)人:白國鋒, 楊弘, 隋富生, 郭偉強(qiáng), 程九梅