吸音板的制作方法_2

文档序号:8918522阅读:来源:国知局
量不限定于此。由此,表面多孔板2a的背面板3侧的面和内部多孔板2b的背 面板3侧的面分别被分割成5块。以后,将多孔板2的背面板3侧的面被多个补强肋5分 割出的数量称为多孔板面分割数。还有,设于表面多孔板2a的补强肋5和设于内部多孔板 2b的补强肋5中,相邻的补强肋5之间的间隔、补强肋5的条数、补强肋5的宽度B等可以 相同,也可以不同。
[0040] 在这样的构成中,声波通过多孔板2(表面多孔板2a,内部多孔板2b)的贯通孔时, 由于与贯通孔的内壁面的摩擦,声波能的一部分转换成热能。由此,噪音被吸收。就是说, 噪音在通过表面多孔板2a的贯通孔时、和通过内部多孔板2b的贯通孔时分别被吸收。 [0041] 在此,如图1A所示,设相邻的补强肋5间的距离为a时,以满足下式(1)的方式, 设计相邻的补强肋5间的距离a和多孔板2 (表面多孔板2a,内部多孔板2b)的板厚t。
[0042] a/t<K1X(A/pO)1/2…式(1)
[0043] 在此,A是多孔板2的允许应力,p0是设计载荷(作用于多孔板2的设计上的载 荷),K1 = 0. 93。还有,系数K1定义为边界条件下的系数Kla,和设计上的安全系数Klb相 乘的值。
[0044] 上述的式(1)表示的是,将多孔板2视为两端被支承的一维梁时,对该梁施加模拟 列车风压的均匀分布载荷时受到最大弯矩的梁中央部的应力值、与由多孔板2的材料的屈 服强度决定的允许应力的关系。梁中央部的应力值是理论值,该计算式一般公开梁的两端 每一端的支承条件。即,梁中央部的应力值,根据梁的两端的支承条件变化。两端单纯支承 时,边界条件的系数Kla= 1. 15。在此,所谓两端单纯支承,是指梁的一端固定在支承底座 上,另一端在支承底座上自由支承的状态。另外,两端固定支承时,边界条件的系数Kla= 1.41。在此,所谓两端固定支承,是指梁的两端分别固定在支承底座上的状态。于是,作为 梁的两端的支承条件,上述的两种为两个极端的条件。因此,在实际构造中,边界条件的系 数Kla必然是上述的2个值之间的值。
[0045] 另外,用于计算多孔板的允许应力A的值的算式,例如"铁路结构物等设计标 准?同解说"等所示,为预期安全系数的计算式。在安全系数中,有载荷系数、结构分析系 数、材料系数、构件系数、结构物系数等。总的安全系数,根据使设计载荷p〇为列车风压形 成的最大压力值(极限状态),或运行状态下的变动压力值(使用极限状态)而有所不同。 在此,所谓极限状态,是台风等的异常状态,所谓使用限界状态,是列车通常行驶的状态。使 设计载荷P〇为最大压力值时,设计上的安全系数Klb= 0. 81。另外,使设计载荷P0为变动 压力值时,设计上的安全系数Klb= 1.0。
[0046] 因此,作为边界条件的系数Kla和设计上的安全系数Klb相乘的值的K1为0. 93~ 1. 41,但在作为最小值的0. 93的情况下如果满足式(1),则对于设计载荷p0能够满足多孔 板2的允许应力A。还有,多孔板2的允许应力A,若考虑向多孔部(设有贯通孔的部分) 的应力集中,则成为未设贯通孔的材料本身的允许应力的1/3。
[0047] 如此,通过满足式(1),能够提高吸音板1的屈服强度,以使之能够耐受高速铁路 车辆的通过时的列车风压等。
[0048] 但是,若在多孔板2上安装多个补强肋5,则贯通孔的一部分被补强肋5堵塞,吸音 面积减少,因此,仍旧是按照不设补强肋5而只有多孔板2和空气层6的系统进行吸音设计 时的多孔板2的设计开口率a,则吸音板1的吸音性能降低。
[0049] 因此,以满足下式⑵的方式,设计多孔板2(表面多孔板2a,内部多孔板2b)的开 口率0。
[0050] 0 = (B(l_l/N)/a+l)XaXK2…式(2)
[0051] 在此,B是补强肋5的宽度(参照图1A),N是多孔板面分割数(多孔板2的面被 补强肋5分割的数量),a是不设补强肋5而进行吸音设计时的多孔板2的设计开口率,K2 是取0. 8以上、1. 4以下的值的系数。
[0052] 上述的式(2),是根据也包含安装有补强肋5的这部分的面积在内的多孔板2的总 面积、与除去安装有补强肋5的这部分的面积的多孔板2的面积的面积比,以使吸音性能保 持在与原本的设计值大致等同的方式,计算开口率。
[0053] 在此,K2 = 1.0时,吸音性能与原本的设计值相等。而且,K2 =0.8~1. 4的范围 时,吸音性能与原本的设计值大致等同。由此,即使在多孔板2上安装补强肋5时,也能够 维持吸音板1的吸音性能。
[0054] 还有,也可以与平行于吸音板1的短边的补强肋5相区别,设置与吸音板1的长边 平行的补强肋。在设有这样的补强肋的情况下,通过满足式(1)和式(2),也能够一边提高 吸音板1的屈服强度,一边维持吸音板1的吸音性能。
[0055](吸音性能评价)
[0056] 接着,评价吸音板1的吸音性能。使不设补强肋5而进行吸音设计时的表面多孔板 2a的设计开口率a为3 %,使K2的值为不同的1. 0、0. 8 (下限值)、1. 4 (上限值)、0. 75 (下 限值以下)、1.45(上限值以上)这5种,使表面多孔板2a的开口率0为不同的3%、2.4%、 4. 2%、2. 25%、4. 35%这5种。表面多孔板2a的计算条件(规格)显示在表1中。另外, 使第一空气层6a和第二空气层6b的厚度(与多孔板2的面正交的方向的厚度)分别为 30mm,内部多孔板2b的板厚为0? 3mm,内部多孔板2b的开口率为0? 5%,内部多孔板2b的 孔径为0. 5mm。
[0057]【表1】
[00581
[0059] 各频段的吸音率显示在图2中。K2 = 1. 0的附注(1)虽是吸音性能与吸音设计的 设计值相等,但是在K2 = 0. 8的附注(2)和K2 = 1. 4的附注(3)中,可知为接近设计值的 吸音性能。
[0060] 各频段的吸音率比率显示在图3中。吸音率比率是从1中减去用吸音率除以设计 目标的吸音率(设计吸音率)的值而得到的值,表示吸音率相对于设计吸音率的偏移量。 若该吸音率比率为〇%,则偏移量是〇,与设计吸音率一致。附注(1)的吸音率是设计目标 值,因此吸音率比率为〇%,但在附注(2)、附注(3)中,吸音率比率低于20%。在此,例如, 设计吸音率为0. 92左右时,若吸音率比率有20%的差异,则噪音碰到吸音板1而反冲的每 1次反射为5dB左右,声音的减少量变小。由此可知,吸音率比率20%以内认为是设计上合 适的范围。那么,附注(2)、附注(3)的吸音率比率低于20%,可知附注(2)、附注(3)的吸 音率与设计吸音率大致等同。
[0061] 还有,K2的值在0. 8~1. 4的范围内的附注⑵和附注⑶中,吸音率比率低于 20%,相对于此,K2的值在0. 8~1. 4的范围外的附注(4)和附注(5)中,可知有吸音率比 率大于20%的频带。因此,特别是K2的值在0. 8~1. 4的范围时,可知吸音性能为接近原 本的设计值的值。
[0062] (效果)
[0063] 如上所述,根据本实施方式的吸音板1,相邻的补强肋5间的距离a,和多孔板2的 板厚t满足上述的式(1)。由此,能够提高吸音板1的屈服强度,以使之能够耐受高速铁路 车辆的通过时的列车风压等。另外,多孔板2的开口率0满足上述的式(2)。由此,即使在 多孔板2上安装有补强肋5时,也能够维持吸音板1的吸音性能。
[0064] 另外,使K2的值处于0.8以上、1. 4以下,能够使吸音板1的吸音性能与原本的设 计值大致等同。由此,能够恰当地维持吸音板1的吸音性能。
[0065][第二实施方式]
[0066](吸音板的构成)
[0067] 接下来,对于本发明的第二实施方式的吸音板201进行说明。还有,对于与上述构 成要素相同的构成要素,附加相同的参照编号并省略其说明。本实施方式的吸音板201与 第一实施方式的吸音板1的不同点是,表面多孔板2a和内部多孔板2b的至少一方的板厚 t,比不设补强肋5而进行吸音设计时的多孔板2的设计板厚t'厚,并且在作为板厚t'的 多孔板2 (表面多孔板2a,内部多孔板2b)上设有补强肋5时的多孔板2的开口率0 '满足 下式(3),并且,作为板厚t的多孔板2的开口率Y满足下式(4)。
[0068] 0 ' = (B(l_l/N)/a+l)XaXI…式(3)
[0069]y=t/t'X0 'XK3…式(4)
[0070] 在此,B是补强肋5的宽度,N是多孔板面分割数(多孔板2的面被补强肋5分割 的数量),a是不设补强肋5而进行吸音设计时的多孔板2的设计开口率,t'是不设补强 肋5而进行吸音设计时的多孔板2的设计板厚,K3是取0. 85以上、1. 15以下的值的系数, t' <t。还有,式(3)是在式⑵中,作为"K2 = 1"而计算开口率0 ',没有设置补强肋5 时,作为"N= 1"计算开口率0 '即可。
[0071] 为了使吸音板201的屈服强度提高,增厚多孔板2的板厚即可。但是,以设计板厚 t'实施吸音设计,以设计开口率a或设计板厚t'时的开口率0
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