[发明专利]一种多级联声子晶体隔振器

说明书

一种多级联声子晶体隔振器，通过设置多级联声子晶体隔振器内置声子晶体元胞，产生50～200Hz，1000‑2000Hz频带范围内的带隙，利用所述带隙实现对特定频段振动的消除从而实现轨道的减振，减小其对外的振动传播。所述多级联声子晶体隔振器为一个筒状结构，分为隔振器外筒与隔振器内筒结构两部分；所述的隔振器内筒结构由内筒与多级联声子晶体隔振器主体结构构成，所述的多级联声子晶体隔振器主体结构放置于内筒内，由若干声子晶体元胞及承载顶板组合而成，每个元胞由质量元件与弹性元件构成。本发明充分发挥圆周弹性元件的特性，便于参数优化设计；其安装便捷、与现有浮置板隔振器外筒、内筒的兼容性好等特点，使其在轨道交通减振降噪领域有很广泛的适用性。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，涉及一种多级联声子晶体隔振器。

背景技术

随着轨道交通技术的不断发展，当前轨道交通的环境保护问题受到越来越多的关注，特别是其产生的噪声与振动问题。

目前轨道交通的减振降噪措施主要从三方面入手：在振源/声源上控制(钢轨打磨、安装动力吸振器等措施)、在传播途径上控制(通过采用弹性扣件和浮置板轨道等)和在受振体/受声体上控制。浮置板轨道相较其他减振措施，其最为有效。

浮置板轨道有传统的钢弹簧浮置板、橡胶弹簧浮置板，以及新型的橡胶减振垫浮置板。传统的浮置板应用广泛，但逐渐出现了橡胶支座使用寿命短、弹簧支座阻尼小和低频振动放大的弊端。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，目的是提供一种多级联声子晶体隔振器，用于轨道交通浮置板轨道的隔振。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

通过合理设计隔振器内部结构，利用结构的带隙宽度实现对特定频段振动的消除，从而实现轨道的减振，减小其对外的振动传播。

在充分利用声子晶体带隙特性的基础上，考虑到弹性元件的多级联组合，本发明提出一种多级联声子晶体隔振器，其通过对多级联声子晶体隔振器内置声子晶体元胞的合理的几何参数和材料参数的设计，能够产生50～200Hz，1000-2000Hz频带范围内的带隙，并且能够覆盖各类振动的主频，可使轨道交通系统传递到基础结构以及周边建筑物的振动极大衰减。

进一步，一种多级联声子晶体隔振器，所述多级联声子晶体隔振器为一个筒状结构，分为隔振器外筒与隔振器内筒结构两部分。所述的隔振器内筒结构由内筒与多级联声子晶体隔振器主体结构构成，所述的多级联声子晶体隔振器主体结构放置于内筒内，由若干声子晶体元胞及承载顶板组合而成，每个元胞由质量元件与弹性元件构成。

所述的质量元件分为副质量元件及主质量元件，副质量元件为圆柱型，主质量元件为空心圆柱型，二者由若干个弹性元件串联组合；所述的弹性元件由中央刚度元件和圆周弹性元件并联而成，所述的中央刚度元件与副质量元件同轴心，直接连接上下副质量元件而不与主质量元件接触；圆周弹性元件为圆周阵列布置，一个元胞中分为上下两层，通过串联方式连接副质量元件及主质量元件。

所述的副质量元件上部联结一个承载顶板，在三个短轴均匀设有3个螺孔；所述的承载顶板安装时与隔振器外筒连接，以传递浮置板(主振系统)振动；所述的隔振器内筒的底部设置有限位槽，与基础预埋圆柱件卯榫连接或螺纹连接；所述的隔振器外筒预埋于浮置板(主振系统)中，外筒距离顶部1/4～1/3处内部设置有传力压板，传力压板与外筒为一体，在实际安装中根据需要安装调高垫片；所述的调高垫片通过螺栓与承载顶板联结为一个整体；所述的隔振器外筒顶部由盖板密封，用螺栓与外筒(上传力压板)联结固定。