一种高速列车用的顶板型材及高速列车的制作方法

本申请涉及轨道列车的减振降噪，尤其是涉及一种高速列车用的顶板型材及高速列车。

背景技术：

1、提高轨道交通速度不仅会给交通工具带来诸如安全性、经济性、环保性等问题，同时还会带来以振动噪声为主的舒适性方面的问题。无论是轮轨噪声还是气动噪声，在高速状态下的噪声产生机理和传播机制都有待讨论，减振降噪则是长久以来的技术问题。

2、传统的降噪手段包括在车体内施加阻尼材料、吸声材料以及对局部结构的尺寸构型进行改良等等。如现有技术中有采用减振频率宽且连续可调的钢丝网减振器作为主要减振部件，克服木质地板减振效果不理想以及橡胶垫降噪结构适用频率范围窄的方法，以及地板型材上表面和下支撑粘接粘弹性阻尼材料，并在型材内腔填充聚氨酯吸声材料的方法。但这些方法都会不可避免地增加车体的重量，难以实现车体的轻量化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高速列车用的顶板型材及高速列车，用以解决如何同步实现减振降噪和车体轻量化的问题。

2、根据本实用新型的第一方面提供一种高速列车用的顶板型材，其中，所述高速列车用的顶板型材包括：内蒙皮层；外蒙皮层，与所述内蒙皮层相对设置；多个筋板，设置在所述内蒙皮层与所述外蒙皮层之间，所述筋板连接所述内蒙皮层与所述外蒙皮层，多个所述筋板将所述内蒙皮层和所述外蒙皮层分隔为多个中空型腔；以及声学黑洞凹痕，形成在所述中空型腔的内表面。

3、优选地，所述声学黑洞凹痕区域的厚度变化符合h(x)＝εxm+h0的函数形式，其中h(x)为x处的所述声学黑洞凹痕的厚度，h0为所述声学黑洞凹痕的截断厚度，幂指数m≥2，ε＝(h-h0)/rabhm，h为所述声学黑洞凹痕的边缘处的厚度，rabh为所述声学黑洞凹痕的半径。

4、优选地，所述声学黑洞凹痕内铺设有阻尼层。

5、优选地，所述声学黑洞凹痕的最小厚度不低于设置所述声学黑洞凹痕处的型材的厚度的1/4。

6、优选地，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上和外蒙皮层上各形成有一列所述声学黑洞凹痕，且两列所述黑洞凹痕一一对应地设置。

7、优选地，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

8、优选地，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上形成有两列所述声学黑洞凹痕，在每个所述中空型腔的外蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，且位于所述内蒙皮层上的声学黑洞凹痕与位于所述外蒙皮层上的声学黑洞凹痕在第一方向上位置相对应地设置，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

9、优选地，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上和外蒙皮层上各形成有一列所述声学黑洞凹痕，且两列所述黑洞凹痕在第一方向上交错地设置，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

10、优选地，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，且在相邻的两个所述中空型腔中，其中一个所述中空型腔的内蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，另一个所述中空型腔的外蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，在相邻的两个所述筋板中，其中一个所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

11、根据本实用新型的第二方面提供一种高速列车，其中，所述高速列车包括如上所述的高速列车用的顶板型材。

12、本实用新型实施例的高速列车用的顶板型材及高速列车，其高速列车用的顶板型材包括相对设置的内蒙皮层和外蒙皮层，多个筋板设置在内蒙皮层与外蒙皮层之间，其用于连接内蒙皮层与外蒙皮层，多个筋板将内蒙皮层和外蒙皮层分隔为多个中空型腔，且在中空型腔的内表面设置有声学黑洞凹痕，进而可以有效地降低结构中的弯曲波速，在理想情况下可以将振动波汇聚到声学黑洞凹痕中以实现波的零反射，且由于车体顶板属于非主要承载部件，可以对其进行适当的结构剪裁，如此能够有效地解决如何同步实现减振降噪和车体轻量化的问题。

13、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种高速列车用的顶板型材，其特征在于，所述高速列车用的顶板型材包括：

2.根据权利要求1所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，所述声学黑洞凹痕区域的厚度变化符合h(x)＝εxm+h0的函数形式，其中h(x)为x处的所述声学黑洞凹痕的厚度，h0为所述声学黑洞凹痕的截断厚度，幂指数m≥2，ε＝(h-h0)/rabhm，h为所述声学黑洞凹痕的边缘处的厚度，rabh为所述声学黑洞凹痕的半径。

3.根据权利要求2所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，所述声学黑洞凹痕内铺设有阻尼层。

4.根据权利要求2所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，所述声学黑洞凹痕的最小厚度不低于设置所述声学黑洞凹痕处的型材的厚度的1/4。

5.根据权利要求1所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上和外蒙皮层上各形成有一列所述声学黑洞凹痕，且两列所述黑洞凹痕一一对应地设置。

6.根据权利要求5所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

7.根据权利要求1所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上形成有两列所述声学黑洞凹痕，在每个所述中空型腔的外蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，且位于所述内蒙皮层上的声学黑洞凹痕与位于所述外蒙皮层上的声学黑洞凹痕在第一方向上位置相对应地设置，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

8.根据权利要求1所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，在每个所述中空型腔的内蒙皮层上和外蒙皮层上各形成有一列所述声学黑洞凹痕，且两列所述黑洞凹痕在第一方向上交错地设置，相邻的两个所述中空型腔之间的所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

9.根据权利要求1所述的高速列车用的顶板型材，其特征在于，每个所述中空型腔的内表面均设置有多个所述声学黑洞凹痕，多个所述声学黑洞凹痕沿第一方向间隔地排列，且在相邻的两个所述中空型腔中，其中一个所述中空型腔的内蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，另一个所述中空型腔的外蒙皮层上形成有一列所述声学黑洞凹痕，在相邻的两个所述筋板中，其中一个所述筋板上设置有一列所述声学黑洞凹痕。

10.一种高速列车，其特征在于，所述高速列车包括权利要求1至9中任一项所述的高速列车用的顶板型材。

技术总结
本技术提供一种高速列车用的顶板型材及高速列车，高速列车用的顶板型材的结构包括内蒙皮层；外蒙皮层，与所述内蒙皮层相对设置；多个筋板，设置在所述内蒙皮层与所述外蒙皮层之间，所述筋板连接所述内蒙皮层与所述外蒙皮层，多个所述筋板将所述内蒙皮层和所述外蒙皮层分隔为多个中空型腔；以及声学黑洞凹痕，形成在所述中空型腔的内表面。该高速列车用的顶板型材及高速列车能够解决如何同步实现减振降噪和车体轻量化的问题。

技术研发人员：于洋,刘春艳,崔站通,于春洋
受保护的技术使用者：中车长春轨道客车股份有限公司
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/3/31