[发明专利]一种带声子晶体的波纹钢腹板

说明书

一种带声子晶体的波纹钢腹板，涉及一种波纹钢腹板，波峰板（2）和波谷板（3）交错设置，在每一波峰板（2）和每一波谷板（3）之间分别设有斜板（1），在每一波峰板（2）和每一波谷板（3）上分别间隔设有多个口大底小的棱锥台形凹槽（4），在每一棱锥台形凹槽（4）内分别设有声子晶体（5）；本发明通过在波纹钢腹板的表面按照M行N列双周期阵列排列设置多个棱锥台形凹槽，并在每一棱锥台形凹槽内分别设置带有锥杆的声子晶体，实现了利用振子吸收波纹钢腹板振动时产生的有害波，立体式的吸波结构达到了保持波纹钢腹板结构稳定的目的。

技术领域

本发明涉及一种波纹钢腹板，尤其是涉及一种带声子晶体的波纹钢腹板。

背景技术

周期复合结构（声子晶体）由一种材料构成或多种材料组成。当其组元即材料超过两种时，相互连通的材料称作基体，埋入基体的材料称作散射体。根据声子晶体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。声子晶体具有禁带/带隙特性，即特定频率范围内的振动在结构中不能传播。当声子晶体存在缺陷时，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。

波纹钢腹板在应用于桥梁工程时，由于自身为金属材质，所以容易引发共振，从而导致桥梁的结构损伤。如将双周期声子晶体安装在工程结构特定部位或利用周期复合结构的理念进行结构设计，来阻止特定频段内的振动在结构中传播，实现结构的滤波功能；或根据工程需要设置局部缺失或乱序破缺空间反演对称性或镜像对称性，通过设计振动的传播路径控制波导通道开关，实现稳健的波导效果。双周期声子晶体波纹板是沿两个方向均呈周期性变化的新型轻质结构，该结构既满足了强度和刚度的力学性能要求，又具有较强的吸能质量比。与单周期平面相比，双周期平面能够产生更大带宽的带隙，禁带中大部分波的能量沿着波的传播方向发生很大程度的衰减，而通带内的波可以几乎无损耗的进行传播。双周期平面带隙特性可以通过调制参数产生低频、宽频的带隙，为低频减振设计提供新思路。

如上所述，将具有弹性波禁带特性的双周期声子晶体波纹板引入土木工程结构领域，将会实现对弹性波传播和能量耗散的控制，因此，双周期声子晶体波纹板在土木工程结构振动控制和结构损伤状态探测领域具有十分重要的应用价值。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开一种带声子晶体的波纹钢腹板，通过在波纹钢腹板的表面按照M行N列双周期阵列排列设置多个棱锥台形凹槽，并在每一棱锥台形凹槽内分别设置带有锥杆的声子晶体，实现了利用振子吸收波纹钢腹板振动时产生的有害波，立体式的吸波结构达到了保持波纹钢腹板结构稳定的目的。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种带声子晶体的波纹钢腹板，包括波峰板和波谷板，波峰板和波谷板交错设置，在每一波峰板和每一波谷板之间分别设有斜板，在每一波峰板和每一波谷板上分别间隔设有多个口大底小的棱锥台形凹槽，在每一棱锥台形凹槽内分别设有声子晶体，声子晶体包括振子和隔块，振子为圆柱形结构，在振子顶部的中心部位设有立柱，在振子的顶部环绕立柱间隔设有多个锥杆，在每一锥杆的上端分别设有端帽A，在每一端帽A上面向立柱和背向立柱的位置上分别设有触手A，在与多个面向立柱的触手A对应的立柱上分别设有触手B，在振子顶部的边沿处设有向上延伸的喇叭口，在振子的下端设有插杆，在插杆的下端设有球头，球头的直径略大于插杆的直径，在隔块底部的中间位置设有圆槽，在隔块的顶部设有贯通圆槽的插孔，插杆插入插孔，球头位于圆槽内，隔块的底部和棱锥台形凹槽的槽底固接。

所述的带声子晶体的波纹钢腹板，多个声子晶体在波峰板和波谷板上按照M行N列双周期阵列排列。

所述的带声子晶体的波纹钢腹板，隔块的材质为橡胶。

所述的带声子晶体的波纹钢腹板，振子的材质为金属。

所述的带声子晶体的波纹钢腹板，喇叭口的上端和棱锥台形凹槽的口部平齐，锥杆和立柱的上端分别伸出到棱锥台形凹槽口部之外。

所述的带声子晶体的波纹钢腹板，声子晶体和棱锥台形凹槽为同轴设置。