一种环保隔声高速列车地板结构的制作方法
【专利摘要】一种环保隔声高速列车地板结构涉及轨道客车地板领域，该地板铝型材腹板上表面喷涂自由粘弹性阻尼材料；地板铝型材内腔填充聚氨酯吸声材料；地板铝型材顶板上表面和下支撑粘接粘弹性阻尼材料；粘弹性阻尼材料上方粘接约束层铝板；地板铝型材上方粘接下支撑；下支撑与上支撑之间用橡胶垫连接；约束层铝板与隔音垫之间铺设防寒材；隔音垫与铝板粘接组成整体再与弹性支撑粘接；铝板上方粘接发泡铝，发泡铝上方粘接铝板。本发明通过改进地板结构，减小了系统整体刚度，提高隔声量；通过仿真测试结果将板件厚度具体化，在减振降噪性能达到最优化的同时满足车体轻量化的发展需要；在车体地板材料选择方面，优先选择环保节能的新型材料。
【专利说明】一种环保隔声高速列车地板结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轨道客车地板结构设计领域，具体涉及一种环保隔声高速列车地板结 构。
【背景技术】
[0002] 车内噪声已经成为高速列车持续、稳定发展的一个亟待解决的问题。而地板空气 传声是车内噪声的主要来源，提高车体地板隔声性能，对改善车内声场环境具有重要意义， 同时也为高速列车低噪声设计提供参考和依据。
[0003] 专利号为ZL201220016209. 3的中国专利公开了一种高隔声地板结构，此地板结 构提高了地板隔声性能，降低了列车噪声，但该地板结构存在下述缺点：地板铝型材内腔每 隔1个型腔用聚氨酯填充满一个型腔，另一个型腔无任何填充材料，这样不能充分利用现 有空间资源，进而更大限度提高隔声量；该地板结构中隔音垫与地板铝型材之间用木梁粘 接，木梁结构刚度偏大，不能起到很好的减振效果；该地板结构中表层木板隔声效果不显 著，易受潮变形，且容易发生安全隐患。
[0004] 随着列车轻量化技术的发展，近年来铝合金挤压型材凭借其优点成为高速列车车 体的主导材料，各种各样的中空铝型材复合地板结构也应运而生，地板结构在减轻车体自 重的同时，也开始向减振降噪的方向发展。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种环保隔声高速列车地板结构，满足地板环保及高隔声量 的需要；其通过改进地板结构，减小了系统整体刚度，提高隔声量；通过仿真测试结果将板 件厚度具体化，在减振降噪性能达到最优化的同时满足车体轻量化的发展需要；在车体地 板材料选择方面，优先选择环保节能的新型材料。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0007] -种环保隔声高速列车地板结构，其地板铝型材的腹板上表面喷涂自由粘弹性阻 尼材料，地板铝型材的内腔填充聚氨酯吸声材料，地板铝型材的顶板上表面和下支撑均粘 接粘弹性阻尼材料，粘弹性阻尼材料上方粘接约束层铝板，地板铝型材上方粘接下支撑，下 支撑与上支撑之间通过橡胶垫连接，约束层铝板与隔音垫之间铺设防寒材，隔音垫先与铝 板粘接组成整体再与防寒材、上支撑粘接，铝板上方粘接发泡铝，发泡铝上方粘接铝板。
[0008] 本发明的有益效果如下：
[0009] 1、地板铝型材腹板上表面喷涂1mm自由粘弹性阻尼材料，降低腹板结构中高频局 部振动声辐射，铝型材各频段隔声量能提高约ldB。
[0010] 2、选择中空铝型材作为基板可以减轻车体自重，提高乘坐舒适性；地板铝型材内 腔中的每个型腔全部填充聚氨酯隔声材料，充分利用现有空间资源，最大限度提高隔声量， 提1?中1?频吸声能力。
[0011] 3、下支撑与上支撑之间用橡胶垫连接，降低了结构振动由下向上传递系数，抑制 了结构传声。
[0012] 4、约束阻尼层中，粘弹性阻尼材料厚度为0. 3mm，约束层铝板厚度为0. 4mm，两者 共同构成约束阻尼层，仿真结果表明其厚度组合使地板结构在高频区域隔声效果达到最 优，同时满足车体板件结构轻量化的要求。
[0013] 5、铝板中加入泡沫铝夹层，和同厚度的铝板相比，质量减半，并且可以有效提高地 板低频段的隔声效果。
[0014] 6、铝材和不助燃的防寒材为新型隔声地板的主要材料，无有毒有害气体，无刺激 性气味，并且保暖防火，具有环保安全的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明环保隔声高速列车地板结构的剖面图。
[0016] 图2为本发明腹板上表面铺设不同厚度自由粘弹性阻尼材料铝型材的隔声量示 意图。
[0017] 图3为本发明高频区不同厚度粘弹性材料计算结果示意图。
[0018] 图4为本发明高频区不同厚度约束层计算结果示意图。
[0019] 图5为本发明采用同一种不同厚度隔音垫时内地板频率隔声量示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0021] 如图1所示，本发明的新型环保隔声减振高速列车地板结构，其地板铝型材1腹板 上表面喷涂自由粘弹性阻尼材料2 (例如：常州兰锦ZN03);地板铝型材1内腔的每个型腔 都填充聚氨酯吸声材料3 ;地板铝型材1顶板上表面和下支撑12粘接粘弹性阻尼材料4 (例 如：常州兰锦ZN03);粘弹性阻尼材料4上方粘接约束层铝板5 ;地板铝型材1上方粘接下 支撑12 ;下支撑12与上支撑13之间用橡胶垫或阻尼垫11连接，降低了连接刚度，起到缓 冲减振的作用，同时也降低了结构振动由下向上的传递系数，抑制了结构传声；约束层铝板 5与隔音垫7之间铺设防寒材6 (例如：巴斯夫）；隔音垫7 (例如：富通3D)先与铝板8粘 接组成整体再与上述结构构成的弹性支撑粘接；铝板8上方粘接发泡铝9,发泡铝9上方粘 接铝板10。
[0022] 图2给出了腹板上表面铺设不同厚度自由阻尼层下，铝型材隔声量及声辐射系数 的仿真测试结果。可以看出，当自由粘弹性阻尼材料2的厚度为1_时，铝型材各频段隔声 量能提高约ldB，降低了铝型材振动。
[0023] 本发明的地板结构中采用粘弹性阻尼材料4厚度0. 3mm，约束层铝板5厚度0. 4mm 的最佳约束阻尼层厚度组合。图3和图4分别给出了高频区域粘弹性材料和约束层在不同 厚度下的结构阻尼损失系数，隔声量及声辐射系数的仿真测试结果。
[0024] 如图3所示，粘弹性材料厚度对结构阻尼损失因子、隔声量均有较明显的影响。由 图3(a)可知，在一定的范围内，增大粘弹性材料厚度可使结构阻尼损失因子增大，表明粘 弹性层充分发挥了其剪切耗能的作用；当厚度达到〇. 3mm时，阻尼损失因子随着频率的增 加开始下降，且随着厚度的增加下降的趋势也越明显；由图3(b)可知，隔声量随着粘弹性 材料厚度的增加而增大，但是随着厚度的增加，隔声量的增加量变小；而且，粘弹性层厚度 在小于0. 3mm时，结构的声辐射系数反而大于裸地板，说明结构向外辐射噪声的能力增强， 这可能是由于约束阻尼层使结构解耦的原因。因此，选择粘弹性阻尼材料厚度为〇. 3mm最 佳。
[0025] 如图4所示，结构阻尼损失因子、隔声量均随着约束层厚度的增加而增加。说明 约束层的厚度对结构的减振和抑制噪声的传播起着积极的作用，然而当结构自身作为声源 时，增加约束层的厚度反而会使其向外辐射噪声的能力增加。根据不同厚度的粘弹性层和 约束层材料的减振降噪效果并结合车体地板结构轻量化的发展要求，选择粘弹性材料厚度 为0. 3mm，约束层错板厚度为0. 4mm最佳。
[0026] 图5给出了相同材料参数的隔音垫7在厚度0?8mm变化时，内地板频率隔声量 的仿真测试结果。从图中可以看出，改变隔音垫7的厚度，整个内地板隔声特性影响较大； 尤其是1?4_逐渐增加隔音垫的厚度，内地板各个频率隔声量有2?3dB增加。综合考 虑隔音垫隔音效果及车体地板结构轻量化的发展要求，选择5mm隔音垫厚度最佳。
【权利要求】
1. 一种环保隔声高速列车地板结构，其特征在于：地板铝型材（1)的腹板上表面喷涂 自由粘弹性阻尼材料（2)，地板铝型材（1)的内腔填充聚氨酯吸声材料（3)，地板铝型材（1) 的顶板上表面和下支撑（12)均粘接粘弹性阻尼材料（4)，粘弹性阻尼材料（4)上方粘接约 束层铝板（5)，地板铝型材（1)上方粘接下支撑（12)，下支撑（12)与上支撑（13)之间通过 橡胶垫（11)连接，约束层铝板（5)与隔音垫（7)之间铺设防寒材（6)，隔音垫（7)先与铝 板（8)粘接组成整体再与防寒材（6)、上支撑（13)粘接，铝板（8)上方粘接发泡铝（9)，发 泡铝（9)上方粘接铝板（10)。
2. 如权利要求1所述的一种环保隔声高速列车地板结构，其特征在于：所述自由粘弹 性阻尼材料（2)的厚度为1mm。
3. 如权利要求1所述的一种环保隔声高速列车地板结构，其特征在于：所述地板铝型 材（1)内腔的每个型腔都填充聚氨酯吸声材料（3)。
4. 如权利要求1所述的一种环保隔声高速列车地板结构，其特征在于：所述粘弹性阻 尼材料（4)的厚度为0. 3_，约束层铝板（5)的厚度为0. 4_。
5. 如权利要求1所述的一种环保隔声高速列车地板结构，其特征在于：所述隔音垫（7) 的厚度为5mm。
【文档编号】B61D17/10GK104057966SQ201410243053
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】王金田, 孙强, 马梦林, 高阳, 金学松, 肖新标 申请人:长春轨道客车股份有限公司