[实用新型]一种在横隔板上安置振子的周期箱梁结构

说明书

本实用新型涉及一种在横隔板上安置振子的周期箱梁结构，包括若干个基本单元，每个基本单元包括顶板以及底板，在顶板与底板之间布设两块腹板，顶板、腹板、底板以及腹板顺次连接形成箱型结构；在箱型结构内插设横隔板，将箱型结构内部分隔形成两个空间；横隔板上安装至少一个振子，且每个振子通过弹性轻质填充物包覆嵌设在横隔板上；该箱型结构沿着垂直于横截面的方向z进行延拓成为周期箱梁后可视为局域共振型声子晶体，具有弹性波带隙，可用桥梁等建筑结构的减振。

技术领域

本实用新型涉及一种在横隔板上安置振子的周期箱梁结构，属于减振领域。

背景技术

声子晶体理论起源于凝聚态固体物理学领域，在至今近30年发展的历程中，吸引了众多学者的目光，其原因在于该理论的提出为减振降噪研究提供了一个全新的思路。声子晶体是由两种及两种以上材料周期排列，形成具有禁带的周期复合材料或结构，处于禁带频率范围内的弹性波无法传播。目前，声子晶体理论已经成功地引进了工程结构构件中，形成了具有带隙的周期梁、周期板、薄膜型声学超材料等工程构件，为工程结构的减振降噪设计提供了基础。声子晶体可分为散射型声子晶体和局域共振型声子晶体，散射型声子晶体要求弹性波的波长至少与其晶格常数相当，局域共振型声子晶体中的弹性波波长可小于晶格常数，而当晶格常数小于波长的1/10时，这样的声子晶体又被称为亚波长结构；局域共振型声子晶体较同等大小的散射型声子晶体形成的带隙频率更低。

工程上一般将承受弯曲的杆件成为梁。梁类结构时工程中一类广泛应用的典型结构，许多装备可以简化成梁结构如火箭、船舶、桥梁等，因而梁结构的振动特性一致得到广泛关注，是土木工程、机械工程、力学、声学等领域的研究热点。梁结构的振动会以弹性波传播的形式表现。因而可以利用局域共振型声子晶体理论将梁结构设计成周期性结构时，梁会存在弹性波带隙，可利用带隙控制梁结构中的振动的传播，为梁结构的减振设计提供了新的技术途径。

实用新型内容

本实用新型提供一种在横隔板上安置振子的周期箱梁结构，该周期箱梁结构可视为局域共振型声子晶体，具有弹性波带隙，可用桥梁等建筑结构的减振。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种在横隔板上安置振子的周期箱梁结构，包括若干个基本单元，每个基本单元包括顶板以及底板，在顶板与底板之间布设两块腹板，顶板、腹板、底板以及腹板顺次连接形成箱型结构；

在箱型结构内插设横隔板，将箱型结构内部分隔形成两个空间；

前述的横隔板上安装至少一个振子，且每个振子通过弹性轻质填充物包覆嵌设在横隔板上；

定义垂直于横隔板的方向为z方向，平行于横隔板的方向为x方向，垂直于底板的方向为y方向，构建三维坐标系，若干个基本单元沿着z方向进行延拓形成周期箱梁结构；

作为本实用新型的进一步优选，两块腹板同时与底板垂直布设，或者两块腹板与底板呈角度布设，箱型结构呈梯形结构；

作为本实用新型的进一步优选，箱型结构的顶板与两块腹板连接后，顶板的两侧未伸出腹板边缘，与腹板形成L形结构；

或者顶板伸出腹板边缘，与腹板形成T形结构；

作为本实用新型的进一步优选，腹板为板状结构，或者腹板呈波折形；

腹板、顶板以及底板的厚度相同或者两两不相同；

作为本实用新型的进一步优选，振子采用混凝土或者钢筋混凝土或者钢或者铅或者锡或者铜材料制作；

弹性轻质填充物采用发泡混凝土或者橡胶或者泡沫或者塑料制作；

横隔板、腹板、顶板以及底板采用混凝土板或者钢筋混凝土板或者钢板或者铝合金板或者FRP复合材料板制作；