一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩的制作方法

1.本实用新型属于列车车顶的支撑固定和降噪装置，尤其涉及一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩。

背景技术：

2.随着轨道交通行业的快速发展，动车组也不断更新改进，人们更加开始关注轻量化、舒适性以及应急保护防止塌陷功能。动车组列车其运行速度等级高于普通轨道客车，为了提高乘坐舒适度和车辆稳定性，高速运行的动车组对车辆振动、车内噪音均有很高的要求。动车组列车车顶作为车外受电弓连接支撑及承载区域，在受电弓运行期间会产生极大的噪音，因此动车组车顶隔音设计的合理性对乘坐舒适度起到及其关键的作用。
3.为了提高车内乘客乘坐的舒适度，动车组车顶需要进行车顶隔声罩的设计，以便用于受电弓及电弓电缆线束的固定，同时需要吸收和隔绝受电弓运行期间产生的噪音，降低噪音向客室的传递。运行时在受电弓下方，噪音主要集中在300hz-630hz频率区段，而客室噪音指标为72.5db，传统隔声罩无法在指定频段进行降噪处理，噪音影响乘客乘坐舒适性，同时重量较重，随着列车速度的提升，轻量化也势在必行。

技术实现要素：

4.本实用新型提供一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩，以解决传统隔声罩无法在指定频段进行降噪处理，噪音影响乘客乘坐舒适性，同时重量较重，不利于轻量化的问题。
5.本实用新型采取的技术方案是：包括焊接骨架、轻质吸音材、超材料共振单元和隔音垫，其中超材料共振单元镶嵌在轻质吸音材中，超材料共振单元、轻质吸音材与焊接骨架之间通过结构胶进行粘接，隔音垫与轻质吸音材和焊接骨架上的铝型材梁采用结构胶进行粘接。
6.本实用新型所述轻质吸音材采用橡塑材料，密度为55kg/m3。
7.本实用新型所述超材料共振单元包括碳纤维堵盖、聚氨酯弹性体、刚性连接体和碳纤维壳体，其中聚氨酯弹性体分别粘接在刚性连接体的上下表面，然后放置在碳纤维壳体中，碳纤维壳体上、下端口分别与碳纤维堵盖粘接，碳纤维堵盖内侧与聚氨酯弹性体顶接。
8.本实用新型的优点是结构新颖，焊接骨架具有良好的强度和支撑固定作用，提升了车辆车顶的支撑固定作用，采用超材料共振单元会起到指定频段的降噪性能，有效地减少了列车受电弓下方噪音产生的不良影响，隔声降噪性能良好，提高了乘客的乘坐舒适性，采用轻质吸音材，密度仅为55kg/m3，可实现整体减重20％以上的目标，大幅度降低了产品重量。
附图说明
9.图1是本实用新型的结构示意图；
10.图2是本实用新型纵向局部剖视图；
11.图3是本实用新型的装配图；
12.图4是本实用新型超材料共振单元的结构示意图；
13.图5是本实用新型与传统隔声罩隔声量的对比图。
具体实施方式
14.参见图1、2、3，包括焊接骨架1、轻质吸音材2、超材料共振单元3和隔音垫4，其中超材料共振单元3镶嵌在轻质吸音材2中，超材料共振单元3、轻质吸音材2与焊接骨架1之间通过结构胶进行粘接，隔音垫4与轻质吸音材2和焊接骨架1上的铝型材梁102采用结构胶进行粘接；
15.所述轻质吸音材2采用橡塑材料，密度为55kg/m3；
16.参见图4，所述超材料共振单元3包括碳纤维堵盖301、聚氨酯弹性体302、刚性连接体303和碳纤维壳体304，其中聚氨酯弹性体302分别粘接在刚性连接体303的上下表面，然后放置在碳纤维壳体304中，碳纤维壳体304上、下端口分别与碳纤维堵盖301粘接，碳纤维堵盖301内侧与聚氨酯弹性体302顶接。
17.工作原理：
18.本实用新型安装在车顶，焊接骨架1为整体焊接结构，材质为铝板和铝型材梁，铝板和铝型材梁之间采用先粘接后拉铆结构，铝型材之间采用焊接结构，焊接完成后采用整体喷漆处理，具有良好的抗腐蚀能力，超材料共振单元3中的碳纤维堵盖301起密闭作用，聚氨酯弹性体302起减震吸声作用、刚性连接体303起振动传递作用，碳纤维壳体304起支撑作用。
19.经实验检测，传统隔声罩的计权隔声量为39.6db，本实用新型计权隔声量为42.1db，整体隔声量提升2.5db，并且在噪音频段300hz-630hz中高频之间隔声量提升显著，本实用新型与传统隔声罩各频率段隔声量数据对比如表1和图5所示；
20.表1是本实用新型与传统隔声罩各频率段隔声量数据对比表
21.频率/hz100125160200250315400500630本实用新型隔声量/db17.619.521.62023.134.742.143.845.1传统隔声罩隔声量/db21.62525.825.527.433.838.63942.4频率/hz80010001250160020002500315040005000本实用新型隔声量/db46.74748.65154.457.65959.256.7传统隔声罩隔声量/db43.6464647.750.152.653.453.752.6
22.可见本实用新型具有良好的隔声性能和轻量化特点，同时具有足够的强度和刚度；轻质吸音材、超材料共振单元及隔音垫具有优异的吸声和隔声性能，同时焊接骨架具有良好的固定支撑作用。

技术特征：

1.一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩，其特征在于：包括焊接骨架、轻质吸音材、超材料共振单元和隔音垫，其中超材料共振单元镶嵌在轻质吸音材中，超材料共振单元、轻质吸音材与焊接骨架之间通过结构胶进行粘接，隔音垫与轻质吸音材和焊接骨架上的铝型材梁采用结构胶进行粘接。2.根据权利要求1所述的一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩，其特征在于：所述轻质吸音材采用橡塑材料，密度为55kg/m3。3.根据权利要求1所述的一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩，其特征在于：所述超材料共振单元包括碳纤维堵盖、聚氨酯弹性体、刚性连接体和碳纤维壳体，其中聚氨酯弹性体分别粘接在刚性连接体的上下表面，然后放置在碳纤维壳体中，碳纤维壳体上、下端口分别与碳纤维堵盖粘接，碳纤维堵盖内侧与聚氨酯弹性体顶接。

技术总结

本实用新型涉及一种应用于动车组列车车顶的轻量化超材料隔声罩，属于列车车顶的支撑固定和降噪装置。超材料共振单元镶嵌在轻质吸音材中，超材料共振单元、轻质吸音材与焊接骨架之间通过结构胶进行粘接，隔音垫与轻质吸音材和焊接骨架上的铝型材梁采用结构胶进行粘接。优点是结构新颖，焊接骨架具有良好的强度和支撑固定作用，提升了车辆车顶的支撑固定作用，采用超材料共振单元会起到指定频段的降噪性能，有效地减少了列车受电弓下方噪音产生的不良影响，隔声降噪性能良好，提高了乘客的乘坐舒适性，采用轻质吸音材，密度仅为55kg/m3，可实现整体减重20％以上的目标，大幅度降低了产品重量。产品重量。产品重量。