技术领域
[0001] 本发明提供一种局域共振型声子晶体原胞,属于减震器技术领域。
相关背景技术
[0002] 我国城市轨道交通的减振问题是目前急需解决的关键问题。城市轨道交通在运营过程中引起的环境振动问题将会造成上层古建筑群破坏、影响科研院所等单位精密仪器的精度以及医院和图书馆等振动敏感地带的办公环境,长期作用下同样严重影响周围居民的生活环境以及造成地面沉降等一系列问题。目前的城市轨道交通所研发的减振措施,虽然对高频振动能够起到良好的减振作用,但对低频振动的控制效果十分有限,与高频振动的影响相比,低频振动反而对上述问题的影响更为严重,并且更加难以控制。
具体实施方式
[0015] 结合附图说明本发明的具体技术方案。
[0016] 如图1和图2所示,局域共振型声子晶体原胞主要由外圈的硅橡胶基体1,硅橡胶基体1的内腔设有钢散射体3,钢散射体3与硅橡胶基体1之间由软材料包裹层2连接和固定;四个弹簧质量子系统4嵌套在钢散射体3内;硅橡胶基体1的内腔侧壁设有软材料包裹层2。
[0017] 所述的弹簧质量子系统4包括钢弹簧和橡胶基体,螺旋的钢弹簧嵌在直筒型的橡胶基体中,钢弹簧的高度低于橡胶基体。
[0018] 所述的硅橡胶基体1和弹簧质量子系统4等高,钢散射体3的高度低于硅橡胶基体1和弹簧质量子系统4。
[0019] 本发明考虑轨道结构减振垫的刚度要求,局域共振型声子晶体原胞结构的材料由硅橡胶、合金钢和环氧树脂组成,其中钢散射体3与硅橡胶基体1之间由软材料包裹层2连接和固定,中间四个弹簧质量子系统4嵌套在钢散射体3内部。
[0020] 局域共振型声子晶体原胞的外圈硅橡胶基体1和内部钢散射体3之间采用中部镂空设计,为了使初始原胞结构具有更好的减振效果,可以通过在初始原胞结构内加入弹簧质量子系统4得到新型局域共振型声子晶体单胞结构。以保证外圈的硅橡胶基体1减振变形空间;钢散射体3采用开孔设计,内部嵌入四个弹簧质量子系统4。
[0021] 内部的钢散射体3与外圈的硅橡胶基体1、弹簧质量子系统4之间采用高度差设计,其中硅橡胶基体1和弹簧质量子系统4起主要的减振作用,由于将声子晶体整体结构采用了镂空设计,所以局域共振声子晶体原胞结构的整体刚度会有所降低,为了增加新型局域共振声子晶体原胞结构的整体刚度和低频带隙宽度,将钢弹簧结构与橡胶组成的弹簧质量子系统4嵌到开孔的钢散射体3中,形成新的复合散射体结构,内部的钢散射体3与其它结构共同保证减振垫具有足够的支撑作用。