[发明专利]一种周期复合结构波折板

说明书

本发明涉及一种周期复合结构波折板，该波折板由波折形基板和凸起型振子或者嵌入型振子组成，凸起型振子布置在波折形基板的一侧或两侧，由两种或两种以上材料的层状物叠合而成，嵌入型振子由与基板不同的材料嵌入波折形基板形成。凸起型振子或者嵌入型振子按照周期性或拟周期性排列方式布置在波折形基板上，形成周期复合结构，基体为波折形基板，散射体为凸起型振子或者嵌入型振子。本发明可用在箱梁结构中，利用周期复合结构对振动传播的禁带特性和定向诱导特性对某些特定频带的振动进行抑制，并对箱梁的振动传播进行控制，实现桥梁结构及其构件的振动控制和隔振设计。

技术领域

本发明涉及一种周期复合结构波折板，属于复合结构材料领域。

背景技术

周期复合结构，又称声子晶体，根据它在三个空间方向上的周期性，可以将其分为一维、二维、三维体系，相应的散射体形态依次是层状物、柱体和颗粒体。若声子晶体只由一种材料构成，则其带隙由结构参数决定；当声子晶体的组元(材料)数超过两种，则将相互连通的材料称为基体，相互不连通的材料称为散射体。周期复合结构具有禁带特性，即特定频率范围内的振动在结构中不能传播。当周期复合结构存在点缺陷或者线缺陷时，缺陷频率对应的振动会被局域在点缺陷处，发生振动局域化或者沿着线缺陷传播。

如上所述，周期复合结构的波动特性为工程结构的隔振和振动控制提供了一种新的操控机制，如将周期复合结构放置在振动的传播路径中或利用周期复合结构的思想设计结构本身，来阻止特定频段内的振动在结构中传播，实现结构的隔振功能；或利用其缺陷态特性，设计振动的传播路径，实现对振动的操控。因此，周期复合结构在工程结构减隔振设计和振动控制领域具有十分重要的应用价值。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种周期复合结构波折板，该波折板可用在箱梁结构中，利用周期复合结构对振动传播的禁带特性和定向诱导特性对某些特定频带的振动进行抑制，并对箱梁的振动传播进行控制，实现桥梁结构及其构件的振动控制和隔振设计。

技术方案：本发明提供了一种周期复合结构波折板，该波折板由波折形基板(1)和振子(2)组成，所述的振子(2)在波折形基板(1)上的排列方式是周期性排列或拟周期性排列方式，或者是根据振动控制要求，在周期性或拟周期性排列方式的基础上设置缺陷。

其中，

振子为凸起型振子或嵌入型振子，所述的凸起型振子布置在波折形基板的两侧或一侧，

所述的凸起型振子或嵌入型振子的截面是圆形、矩形、三角形或其它几何形状。

所述的凸起型振子由多种材料的层状物叠合而成，各层状物的排列方式是沿凸起型振子高度方向的周期性排列或拟周期性排列，且相邻两层的材料不同，每层的形状相同或不同，层数与每层高度根据实际需要确定。

所述的凸起型振子与波折形基板的连接以及各层状物之间的连接是粘接、栓接或焊接。

所述的嵌入型振子由与波折形基板不同的材料块嵌入波折形基板形成；或者不填充材料，形成空气孔式振子或管式振子。

所述的波折形基板的波长、波高、水平面板宽、水平弯折角度、弯折半径、厚度等尺寸可以根据实际需要选定。

所述的波折形基板的材料为钢材、铝材、混凝土或纤维增强复合材料。

所述的凸起型振子的层状物材料包括钢材、硅橡胶或纤维增强复合材料。

所述的嵌入型振子材料包括硅橡胶、塑料或纤维增强复合材料。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1)以该波折板进行振动控制只需要结构本身即可，不需要附加其它结构。

2)波折板的动态特性可以通过凸起型振子或嵌入型振子的材料和布置方式来控制，不会破坏波折板与其它结构的连通性。