[实用新型]一种用于轨道列车的分层复合轻质声学材料

说明书

技术领域

本实用新型属材料与结构领域，可直接应用于轨道列车，如高速铁路车厢内部或其它有环保要求的强噪声环境。

背景技术

高速铁路作为当代高新技术的集成，具有运能大、能耗低、污染小、安全舒适等比较优势，是交通运输体系中最具可持续性和环境友好性的运输模式，是世界各国科学技术和制造产业创新能力、综合国力以及国家现代化程度的集中体现和重要标志之一。

“十一五”期间我国高速铁路建设在国家的大力支持下得到跨越式发展。随着京沪高铁的开通目前我国高速铁路运营里程已位居世界第一。其中，京津城际高速铁路列车运行速度已达到300km/h，京沪高速铁路的设计时速达到了350km/h。列车提速后噪声与振动问题显得愈加突出，已成为制约高速铁路技术发展的关键因素，噪声与振动的污染不仅严重影响车内的安静性、乘员的舒适性和高铁沿线区域居民的生活环境，而且也导致了列车的主要机械设备工作时磨损疲劳甚至失效，降低了设备使用寿命的同时也威胁着高速列车的安全运行。

现有高铁通常采用在双层结构，轨道列车铝型材和内壁板，之间设置保温阻燃材料，并没有考虑车外的声与振动隔离问题。将来新一代高铁设计需要同时考虑“制造低成本，运行低能耗，环境低噪声”这三个条件，因此，设计新型多孔能集成分层复合轻质声学材料对减低能源消耗和提高轨道列车的舒适性有着非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，目前列车高速运行时噪声均超过国家标准，旅客长时间乘车的舒适性会大受影响，另外，某些特殊环境条件下噪声的影响也不容忽视，如列车高速运行经过长距离隧道旅客的不舒适感会更加强烈，因此，需要进一步采取相应地减振降噪措施来降低列车车厢内部噪声。本实用新型主要面向高速列车车厢壁板间使用，在提高声学性能的同时保证材料的阻燃、隔热等环保要求，并根据车厢壁板不同部位噪声频谱特性、材料厚度空间及使用要求进行声学优化设计。

为实现上述实用新型目的，本申请提出了一种复合材料的设计思想主要有以下几点：（1）将原有结构（轨道列车铝型材和内壁板之间设置保温阻燃材料）拓展为采用橡胶骨架和阻尼材料的多层隔声结构，这样，振动噪声能量可进一步层层衰减和被吸收掉；（2）选用不同材料分别强化某种功能属性，利用分层结构进行阻尼、减振和隔声一体化集成设计；（3）在复合结构中引入橡胶材料网格骨架层，有效地降低了复合材料的整体重量，同时空气层的存在较好地提高了材料的隔声量。

本实用新型的一种用于轨道列车的分层复合轻质声学材料，所述的轨道列车采用轨道列车铝型材和内壁板、以及轨道列车铝型材和内壁板之间的保温阻燃材料构成的多层结构，其特征在于，所述的分层复合轻质声学材料设置于轨道列车铝型材和内壁板之间，其中至少包括一层网格状的橡胶骨架材料层。

在上述的技术方案中，所述的分层复合轻质声学材料中还包括多孔材料层或/和阻尼层。

在上述的技术方案中，所述的分层复合轻质声学材料为三层，依次包括：多孔材料层、网格状的橡胶骨架材料层和阻尼层。

在上述的技术方案中，所述的分层复合轻质声学材料为五层，依次为多孔材料层、网格状的橡胶骨架材料层、多孔材料层、网格状的橡胶骨架材料层和阻尼层。

在上述的技术方案中，所述的多孔材料层的厚度10～60mm。

在上述的技术方案中，所述的网格状的橡胶骨架材料层的厚度为2～10mm。

在上述的技术方案中，所述的阻尼层的厚度为5mm以内。

在上述的技术方案中，所述的分层复合轻质声学材料和内壁板采用一体性结构。

本实用新型的优点在于：本实用新型研发的新型复合材料具备以下优良性能：（1）环保，无纤维、粉尘污染，避免传统玻璃棉或其他有毒纤维损害健康；一般的低成本多孔声学材料，如玻璃棉不环保甚至有害健康，某些橡胶材料在加工过程硫化或燃烧时也会造成污染；（2）保温绝热良好，作用温差在50度以上；（3）防火阻燃，达到DIN5510标准第2部分的S4，ST2，SR2级；（4）轻量化，比传统夹层材料质量轻50%～70%；（5）吸声，平均吸声系数0.8以上；（6）隔声，高速列车车厢受电弓平台测试隔声量增加在4dB以上；（7）减振，振动能量传递减少一半以上；（8）改变了以往分层安装的模式，现有技术中原有材料是内壁板和阻燃保温材料分开安装，本实用新型采用和内壁板一体性结构安装的方式，可大大提高安装、生产效率。