基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置的制作方法

本技术属于轨道交通减振降噪领域，尤其是涉及一种基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置。

背景技术：

1、近年来我国城市轨道交通持续飞速发展，其中，地铁作为城轨交通制式占比最大、运能最高、速度最快的城市主动脉，在有效缓解交通拥堵、助力新型城镇化建设、改善城市高密度环境等方面功绩卓著，但其引发的沿线环境振动噪声问题仍有较大的改善空间，车体振动及车内噪声问题日益凸显。

2、具体而言，除振源部位的钢轨吸振器以外，在整个轨道交通传递路径中普遍采用的是隔振措施，如“减振”扣件、弹性轨枕、浮置板轨道、桥梁支座等，主要是利用子系统的低刚度或大参振质量有效调节各层子系统振动传递率，使振源处产生的振动能量按频率成分重新分配，但其高隔振效率，低耗能效率的问题依然存在。阻尼合金不仅拥有将机械振动能转化为热能并耗散掉的物理特性，而且具有较好的力学性能。比如，复相型阻尼合金通过软相的塑性形变，从而产生内耗，成本低，易加工。孪晶型阻尼合金通过共格孪晶界面产生非弹性应变，将外加振动能耗散。铁磁型阻尼合金中相当部分的磁畴界面因磁机械效应的逆效应而发生不可逆移动，在应力应变曲线上就会产生应变滞后于应力的现象，进而产生内耗将振动能耗散，在高温和低应变振幅下阻尼性能优异。位错型阻尼合金在弹性应变范围内产生附加的位错应变，从而耗散振动能量，具有比重小，耐腐蚀性好，阻尼性能较高等特点。在周期应力的作用下，fe-mn基阻尼合金内ε马氏体以及层错界面会发生相对滑动从而产生内耗，具有阻尼性能随应变振幅的增大而增大，强度高，成本低等特点。

3、然而上述阻尼合金用于减振主要还是理论研究，目前缺少将阻尼合金制备成减振件应用到轨道交通领域的相关成熟技术。

技术实现思路

1、为了改善传统减振降噪技术缺陷，本实用新型提供一种基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置。

2、本实用新型提供的基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置一方面能够高效稳定、在振源处发挥良好减振效果、有效拓宽减振频带、兼具良好力学性能以及便于养护。另一方面还提供了将阻尼合金制备成减振件应用到轨道交通领域的具体方案，并且能够在不改变原有隔振等级的前提基础之上，进一步有效改善钢轨、轨道板等振动时产生的振动和噪声问题，具有重要的工程价值。

3、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

4、本实用新型提供一种基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置，该装置包括下紧固板，所述下紧固板设置在钢轨上，在所述下紧固板上，或在所述下紧固板与轨道道床之间设置有至少一件弹簧型阻尼合金减振件。

5、在本实用新型的一个实施方式中，所述下紧固板上设置有上压紧片，所述钢轨的轨底嵌在下紧固板的凹槽内，所述上压紧片、钢轨的轨底以及下紧固板之间螺栓连接、铆接、键连接或销连接。采用螺栓连接、铆接、键连接或销连接的方式使得结构简单，便于更换。

6、在本实用新型的一个实施方式中，所述上压紧片、钢轨的轨底以及下紧固板之间通过紧固螺栓连接，所述上压紧片下表面与钢轨的轨底上表面通过紧固螺栓贴合固定。

7、在本实用新型的一个实施方式中，所述弹簧型阻尼合金减振件选择为螺旋弹簧型阻尼合金减振件、碟簧型阻尼合金减振件、蛇形弹簧型阻尼合金减振件、音叉型阻尼合金减振件、模具弹簧型阻尼合金减振件、波形弹簧型阻尼合金减振件、宝塔弹簧型阻尼合金减振件、环形弹簧型阻尼合金减振件或膜片弹簧型阻尼合金减振件。当所述弹簧型阻尼合金减振件选择为不同结构时，这些不同结构的弹簧型阻尼合金减振件可以采用同样的样式设置多个，也可以选择不同的样式组合使用。

8、在本实用新型的一个实施方式中，所述弹簧型阻尼合金减振件选择为螺旋弹簧型阻尼合金减振件、碟簧型阻尼合金减振件、蛇形弹簧型阻尼合金减振件、模具弹簧型阻尼合金减振件、波形弹簧型阻尼合金减振件、宝塔弹簧型阻尼合金减振件、环形弹簧型阻尼合金减振件或膜片弹簧型阻尼合金减振件，此时，在所述轨道道床上设置有底部连接板，所述螺旋弹簧型阻尼合金减振件、碟簧型阻尼合金减振件、蛇形弹簧型阻尼合金减振件、模具弹簧型阻尼合金减振件、波形弹簧型阻尼合金减振件、宝塔弹簧型阻尼合金减振件、环形弹簧型阻尼合金减振件或膜片弹簧型阻尼合金减振件的上端与下紧固板连接，下端与底部连接板连接。

9、在本实用新型的一个实施方式中，所述下紧固板表面设置固定公环，在底部连接板表面设置固定母环，所述固定公环与固定母环用于配合螺旋弹簧型阻尼合金减振件、碟簧型阻尼合金减振件、模具弹簧型阻尼合金减振件、波形弹簧型阻尼合金减振件、环形弹簧型阻尼合金减振件的安装。

10、在本实用新型的一个实施方式中，所述碟簧型阻尼合金减振件分为内置式和外置式，内置式碟簧型阻尼合金减振件的安装除了需要固定公环以外，还需要内置式碟簧压板和作用腔，所述作用腔位于底部连接板上，所述内置式碟簧型阻尼合金减振件设置在作用腔内，所述内置式碟簧压板设置在内置式碟簧型阻尼合金减振件的上端，所述内置式碟簧型阻尼合金减振件下端直接位于底部连接板上，所述下紧固板表面的固定公环伸入作用腔，压住内置式碟簧压板。

11、在本实用新型的一个实施方式中，所述下紧固板表面设置上限位槽，所述底部连接板表面设置下限位槽，所述上限位槽与下限位槽用于配合蛇形弹簧型阻尼合金减振件、宝塔型弹簧型阻尼合金减振件、膜片型弹簧型阻尼合金减振件的安装。

12、在本实用新型的一个实施方式中，所述下紧固板表面设置导向柱，所述底部连接板表面设置用于配合导向柱运动的通孔，所述导向柱用于配合螺旋弹簧型阻尼合金减振件、碟簧型阻尼合金减振件、宝塔型弹簧型阻尼合金减振件、模具弹簧型阻尼合金减振件、波形弹簧型阻尼合金减振件、环形弹簧型阻尼合金减振件的安装。

13、在本实用新型的一个实施方式中，所述弹簧型阻尼合金减振件选择为音叉型阻尼合金减振件，此时，在所述下紧固板两侧设置安装槽，所述安装槽用于为音叉型阻尼合金减振件的安装。

14、在本实用新型的一个实施方式中，所述音叉型阻尼合金减振件可与碟簧型阻尼合金减振件等各种不同型式的阻尼合金配合使用。

15、在本实用新型的一个实施方式中，所述阻尼合金采用复相型阻尼合金、位错型阻尼合金、孪晶型阻尼合金、铁磁性阻尼合金或fe-mn基阻尼合金等具有不同阻尼机制的合金材料。

16、在本实用新型的一个实施方式中，所述底部连接板与轨道道床的连接方式为螺栓连接、销连接、键连接或水泥浇筑一体化。

17、对于不同类型的阻尼合金，虽然阻尼机制不尽相同，但在外界载荷作用下，合金通过内部阻尼源运动能有效吸收耗散振动能量，能够在传统减振手段无法满足要求时，从振源处或传递路径中发挥减振降噪作用，尤其适用于高稳定性要求较为严格的工况。

18、本实用新型提供的基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置，能够实现减振降噪，该基于阻尼合金的轨道交通减振降噪装置主要是通过以下方法研究确定的：

19、s10：建立主振动系统机理模型。

20、s20：通过对主振动结构进行模态分析，确定其频率及振型，获取主振动结构模态振型向量最大值所在位置。

21、s30：通过结构动力学研究方法，对主振动结构机理模型进行试验验证，确定s20的准确性。

22、s40：综合分析主振动结构的振动传递路径与s20及s30，确定阻尼合金的设计安装位置。

23、s50：以不改变原有轨道减隔振等级、有效提高耗能效率为设计导向，进一步优化阻尼合金设计方案。

24、与现有技术相比，本实用新型技术方案具有以下优点及有益效果：

25、一、使用范围广：阻尼合金能够在振源处发挥减振降噪作用，可应用在航空航天、船舶舰艇等高端装备领域；机械及器材制造、交通运输设备制造、轨道交通等振因复杂领域；精密仪器、芯片等稳定性要求较高领域。

26、二、良好力学性能：对比其他阻尼材料，如高分子阻尼材料和阻尼复合材料，阻尼合金兼具良好的力学性能，强度和刚度高、抗蠕变性，耐久性，加工性能均优异，既可作为结构件也可做附属承重承压件使用。

27、三、耗能效率高：在振源处，阻尼合金通过材料内部的阻尼机制吸收振动能，并将其转化为其他形式的能量耗散。传统减振降噪对策，如传统钢轨吸振器，减振频带较窄且效果不佳。与此相比，阻尼合金能有效拓宽减振频带；在微小应变时，如铁磁型阻尼合金就能发挥良好阻尼性能，耗能效果显著。

28、四、便于养护：本实用新型如各型式阻尼合金装置、上压紧片、下紧固板等组件之间多采用螺栓、键连接、销连接，结构简单，便于检修和更换。

29、五、本实用新型提供的装置能够提升城市轨道交通综合减振降噪水平，为恶化的轮轨关系及轨道结构病害问题提供了新的解决思路，使新型功能材料服务于重大工程落到实处。本实用新型耗能效率高，在微小应变时，阻尼合金就能发挥良好阻尼性能，且能有效拓宽减振频带；适用范围广；具有良好力学性能，可作为结构件使用；便于养护等优点。