一种列车端墙用粒子阻尼减振模块的制作方法

1.本实用新型涉及减振降噪技术领域，特别涉及一种列车端墙用粒子阻尼减振模块。


背景技术：

2.车体轻量化技术是降低能耗、控制成本、提升运力、减轻轮轨间相互作用力的重要手段，然而，过分追求车体结构的轻量化，往往会导致车体刚度不足，车体模态频率下降。当车辆以较高速度运行及线路条件较差时，车体的弹性振动加剧，导致端墙等结构产生明显的局部共振现象，极大地影响车辆的乘坐舒适度，甚至引起结构疲劳等安全问题。端墙是车体的重要组成部件之一，承担安装风挡、连接车辆的重要作用，位于列车车头的一端，中间车的两端，端墙结构在40hz激励频率处的异常振动，就是典型的结构共振现象，其振动带来的噪声，严重恶化了车厢内的声品质。
3.针对端墙振动问题，常用的解决办法有两种：一是增加刚度，主要为在端墙处安装大刚度铁板，但该方法对于端墙的振动控制效果不明显，该方法在提高端墙整体刚度的同时，使端墙整体的外加重量偏大，对结构轻量化产生了一定的影响。二是增加结构阻尼，增加结构阻尼通常采用刷阻尼涂层的形式，但阻尼涂层存在易老化，易腐蚀，使用周期短，成本昂贵等不足之处。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种列车端墙用粒子阻尼减振模块，以增强对端墙的减振效果。
5.为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：
6.一种列车端墙用粒子阻尼减振模块，包括安装在端墙上的若干阻尼器，相邻的两个所述阻尼器的相邻侧壁相互平行，所述阻尼器包括：粒子盒，填充在所述粒子盒内的阻尼粒子，以及设于所述粒子盒侧壁上的耳板，两个所述阻尼器的相邻侧壁均未设所述耳板，或者均设有所述耳板并且其中一个所述阻尼器的侧壁上的耳板与另一个所述阻尼器的侧壁上的耳板相互错位。
7.优选地，所述端墙的门框的两侧均设有至少两行所述阻尼器，所述粒子盒包括至少两个水平排列的腔室，所述阻尼粒子填充于所述腔室内，所述阻尼器从靠近所述门框的一端至远离所述门框的一端，其每个所述腔室内填充的所述阻尼粒子的比重逐渐减小。
8.进一步地，所述粒子盒包括两个水平排列的所述腔室，分别为靠近所述门框的第一腔室，以及远离所述门框的第二腔室；所述第一腔室内填充有若干第一阻尼粒子，所述第二腔室内填充有若干第二阻尼粒子，所述第一阻尼粒子的比重是所述第二阻尼粒子的比重的1.2～6.2倍。
9.进一步地，两个所述腔室之间具有间隔，所述阻尼器于间隔处开设有安装孔，所述的腔室内设有若干的分隔板。
10.优选地，所述端墙的门框的两侧均设有至少两列所述阻尼器，从所述门框至远离所述门框，每个所述阻尼器内填充的所述阻尼粒子的比重逐渐减小。
11.进一步地，所述门框的两侧均设有两列所述阻尼器，分别为靠近所述门框的第一阻尼器，以及远离所述门框的第二阻尼器；所述第一阻尼器内填充有若干的第一阻尼粒子，所述第二阻尼器内填充有若干的第二阻尼粒子，所述第一阻尼粒子的比重是所述第二阻尼粒子的比重的1.2～6.2倍。
12.进一步地，所述阻尼器包括：底板和若干顶部壳体，所述顶部壳体等间距设于所述底板上，所述底板于相邻两个所述顶部壳体之间开设有安装孔，所述的顶部壳体内设有若干的分隔板。
13.优选地，所述第一阻尼粒子的体积是所述第二阻尼粒子的体积的1～2.2倍。
14.优选地，所述粒子盒至少具有一组相对的侧壁，并且所述粒子盒至少于其一组相对的侧壁上设置有所述耳板，所述粒子盒的相对的侧壁上设置的所述耳板相互错位。
15.优选地，所述第一阻尼粒子采用半径为3.8mm的铜合金，所述第二阻尼粒子采用半径为2.7mm的铁合金。
16.采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
17.（1）本实用新型使相邻两个阻尼器之间的间距最小化，使各个阻尼器之间紧凑排列，充分利用端墙用于安装阻尼器的区域，进而增强对端墙的减振降噪效果。
18.（2）本实用新型通过改变不同振幅区域的阻尼粒子的比重，有针对性地对不同振幅区域进行有效减振，提升每个区域的减振效率，进而提升对端墙减振效果。
附图说明
19.图1为实施例一的阻尼器的立体结构示意图。
20.图2为实施例一的列车端墙用粒子阻尼减振模块于端墙上的安装示意图。
21.图3为图2中a处的放大示意图。
22.图4为实施例一的减振效果图。
23.图5为实施例二的第一阻尼器的立体结构示意图。
24.图6为实施例二的第二阻尼器的立体结构示意图。
25.图7为实施例二的列车端墙用粒子阻尼减振模块于端墙上的安装示意图。
26.图8为图7中b处的放大示意图。
27.图9为实施例二的减振效果图。
28.其中：1.端墙、2.阻尼器、3、门框、4.粒子盒、5.耳板、6.a侧壁、7.b侧壁、8.第一腔室、9.第二腔室、10.安装孔、11.第一阻尼器、12.第二阻尼器、13.顶部阻尼器、14.底板、15.顶部壳体、16.分隔板。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。
30.本实用新型公开了一种列车端墙用粒子阻尼减振模块，包括安装在端墙1上的若干阻尼器2，该阻尼器2可以根据实际需要设计形状和尺寸，安装在端墙1上的若干阻尼器2可以为形状和尺寸均相同的阻尼器，也可以是形状和/或尺寸不同的阻尼器。这些阻尼器2
的共性在于：阻尼器2包括：粒子盒4，填充在粒子盒4内的阻尼粒子，以及设于粒子盒4侧壁上的耳板5，粒子盒4和阻尼粒子构成一个耦合、封闭的非线性系统，通过摩擦和非弹性碰撞，迅速耗散动能，实现减振降噪的效果，耳板5主要起连接作用，可通过铆接、焊接、螺钉连接等方式将耳板5固定在端墙1上，实现阻尼器2与端墙1刚性连接。
31.该列车端墙用粒子阻尼减振模块中，相邻的两个阻尼器2的相邻侧壁相互平行，相邻的两个阻尼器2的相邻侧壁上的耳板5的安装情况主要有以下两种情形：
32.1、两个阻尼器2的相邻侧壁均未设有耳板5，此时该相邻的两个阻尼器2之间的间距可随意调整，甚至可以将两个阻尼器2贴合在一起，使两者之间的间距为0，以节省安装空间。
33.2、两个阻尼器2的相邻侧壁均设有耳板5，并且，其中一个阻尼器2的侧壁上的耳板5与另一个阻尼器2的侧壁上的耳板5相互错位，以使相邻的两个阻尼器2之间的间距最小化，仅为一块耳板5的长度，以尽可能节省安装空间。
34.在端墙1的特定安装区域安装阻尼器2减振效果最佳，上述两种相邻的两个阻尼器2的相邻侧壁之间的耳板5安装情况，使列车端墙用粒子阻尼减振模块中的各个阻尼器2之间排列紧凑，充分利用端墙1的可安装区域，进一步增强对端墙1的减振降噪效果。
35.本实用新型的各个阻尼器主要安装在端墙1的40hz激励频率振动处，即端墙1的门框3的左右两侧，及端墙1的门框3的上方。本实用新型主要提供两种在端墙1的门框3两侧布设阻尼器2的方案以供选择。
36.方案1：本方案中，端墙1的门框3的两侧均布设有至少两行阻尼器2。粒子盒4包括至少两个水平排列的腔室，阻尼粒子填充在腔室内，阻尼器2从靠近门框3的一端至远离门框3的一端，其每个腔室内填充的阻尼粒子的比重（相对密度）逐渐减小。
37.方案2：本方案中，端墙1的门框3的两侧均设有至少两列阻尼器2。从门框3至远离门框3，每个阻尼器2内填充的阻尼粒子的比重组逐渐减小。
38.由于越靠近门框3，振动越剧烈，振幅越大，通过改变靠近门框3处和远离门框3处的腔室或者阻尼器2内填充的阻尼粒子的比重，使大振幅区阻尼粒子的比重大于小振幅区域阻尼粒子的比重，大振幅区域的阻尼粒子针对大振幅振动的效果较优，小振幅区域的阻尼粒子对小振幅振动的减振效率较高。针对性地对不同区域处的振动进行减振，使每个区域的减振效率得到优化，进而提高对端墙1进行减振的减振效果。
39.下面将结合具体的实施例来说明本实用新型，以使本领的技术人员进一步理解本实用新型。
40.实施例一
41.如图1～3所示，在本实施例中，安装在端墙1的门框3两侧的阻尼器2的粒子盒4为长方体形状，粒子盒4具有两组相对的侧壁，粒子盒4于其中一组相对的侧壁上设置有耳板5，该组相对的侧壁为粒子盒4长边所在的侧壁，该组相对的侧壁中，其中一个为a侧壁6，另一个为b侧壁7，设于a侧壁6上的耳板5与设于b侧壁7上的耳板5相互错位设置，以便将两个该阻尼器2拼凑在一起时，使两个阻尼器2之间的间距最小化，为一块耳板5的长度。
42.本实施例中，粒子盒4包括两个水平排列的腔室，分别为靠近端墙1的门框3的第一腔室8，和远离端墙1的门框3的第二腔室9，第一腔室8内填充有若干的第一阻尼粒子，第二腔室9内填充有若干的第二阻尼粒子，第一阻尼粒子的比重是第二阻尼粒子的比重的1.2～
6.2倍。第一阻尼粒子的体积是第二阻尼粒子的体积的1～2.2倍，这样配比能在阻尼器重量较轻的情况下获得较好的减振效果，利于阻尼器的轻量化，降低端墙1的外加重量负担。第一腔室8的容积是第二腔室9的容积的1～2.2倍。
43.两个腔室之间具有间隔，阻尼器2于间隔处开设有安装孔10，用以将阻尼器2固定在端墙1上，避免阻尼器2中间起拱，使阻尼器2与端墙1贴合不紧密，阻尼器2中间起拱部分独立振动，将阻尼器2中一部分粒子耗能效果被阻尼器2本身使用，降低阻尼器2的减振效率。腔室内设有若干的分隔板，以增加阻尼粒子的摩擦碰撞，提高减振效果。
44.具体而言，本实施例中，阻尼器2在端墙1上布设为：端墙1的门框3的左侧中部和右侧中部均设有三行阻尼器2，每侧的三行阻尼器2之间紧凑排列，相邻两个阻尼器2之间的间距为一块耳板5长度。
45.以本实施例进行相关实验，在端墙1振动区域安装加速度传感器，通过连接数据采集仪获得振动加速度时域波形与频谱。通过模态测试获得端墙1的40hz模态振型，将阻尼器2安装在振动幅值最大处，如图2所示位置。
46.阻尼器2的相关实验参数数值设置如下：第一阻尼粒子采用半径为3.8mm的铜合金，第二阻尼粒子采用半径为2.7mm的铁合金。
47.得到图4所示的端墙1未布置本实用新型的端墙减振模块和布置本实用新型的端墙减振模块的加速度相应对比图，其中，a为未安装本实用新型的端墙减振模块的减振效果，b为安装本实用新型的端墙减振模块的减振效果，从图中可以看到，布置本实用新型的端墙阻尼器模块抑制端墙1模态波峰波谷，实现较高的耗能，具有优异的减振效果。
48.实施例二
49.如图5～8所示，本实施例中，端墙1的门框3的两侧均设有两列阻尼器2，分别为靠近端墙1的门框3的第一阻尼器11，以及远离端墙1的门框3的第二阻尼器12，两个阻尼器均具有两组相对的侧壁。耳板5设于阻尼器2的上下两侧，两个阻尼器2的相邻侧壁均未设耳板5，两个阻尼器2均包括：底板和若干等间距设于底板上的顶部壳体，底板与相邻两个顶部壳体之间开设有安装孔10，以免阻尼器2中间起拱而影响减振效果，顶部壳体内设有若干的分隔板。第一阻尼器11内填充有若干的第一阻尼粒子，第二阻尼器12内填充有若干的第二阻尼粒子，第一阻尼粒子的比重是第二阻尼粒子的比重的1.2～6.2倍。第一阻尼粒子的体积是第二阻尼粒子的体积的1～2.2倍。第一阻尼器11的容积是第二阻尼器12容积的1～2.2倍。
50.以本实施例进行相关实验，相关实验参数数值设置如下：第一阻尼粒子采用半径为3.8mm的铜合金，第二阻尼粒子采用半径为2.7mm的铁合金，到图9所示的端墙1未布置本实用新型的端墙减振模块和布置本实用新型的端墙减振模块的加速度对比图，其中，a为未安装本实用新型的端墙减振模块的减振效果，b为安装本实用新型的端墙减振模块的减振效果，从图中可以看到，本实施例与实施例一的减振效果相似，本实施例端墙阻尼器模块可实现较高的耗能，具有优异的减振效果。
51.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。