(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111423838.8 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明区思明南 路422号 (72)发明人 肖望强　邵堃　 (74)专利代理 机构 厦门律嘉知识产权代理事务 所(普通合伙) 35225 代理人 张辉 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种型材隔声结构及设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种型材隔声结构及设计方 法， 属于轨道交通领域， 型材隔声结构的设计方 法， 包括以下步骤： S10： 建立型材结构的有限元 模型， S20： 确定型材结构的参数， S30： 得出型材 结构的型腔的声模态振型， S40： 基于离散元法建 立粒子能量耗散模型， S50： 通过阻尼粒子/粒子 阻尼体的能量耗散情况确定阻尼粒子的参数， S60： 通过实验验证仿真结果， 并确定最终方案。 一种型材隔声结构， 包括： 两层型材结构、 阻尼粒 子/粒子阻尼体、 以及隔层。 本发明公开了一种型 材隔声结构及设计方法， 改善高速铁路列车高速 行驶时产生的噪声问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 114239343 A 2022.03.25 CN 114239343 A 1.一种型 材隔声结构的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S10： 建立型 材结构的有限元模型； S20： 通过声学仿真确定所述型材结构的参数， 判断所述型材结构的参数是否为最优参 数， 若是， 则进入步骤S3 0， 若否， 则继续执 行本步骤； S30： 通过有限元仿真得出所述型材结构的型腔的声模态振型， 将阻尼粒子/粒子阻尼 体填充于声模态点区域内的型腔内部； S40： 基于 离散元法建立粒子能量 耗散模型， 统计耗能情况 得到最佳减 振效果； S50： 通过阻尼粒子/粒子阻尼体的能量耗散情况确定阻尼粒子的参数， 判断所述阻尼 粒子的参数 是否为最优参数， 若是， 则进入步骤S6 0， 若否， 则继续执 行本步骤； S60： 通过实验 验证仿真结果， 并确定最终方案 。 2.根据权利要求1所述的型 材隔声结构的设计方法， 其特 征在于， 所述步骤S20具体包括： 根据原始车体的隔声量和声 ‑振辐射系数进行车体的型材结构的声学拓扑优化， 以确 定第一板厚度、 第二板厚度、 板筋厚度、 以及板筋倾角参数。 3.根据权利要求1所述的型 材隔声结构的设计方法， 其特 征在于， 所述步骤S50中， 所述阻尼粒子的参数为粒径、 填充率、 材质、 以及 密度； 从粒径、 填充率、 材质、 以及密度中的一个参数选作第一研究参数， 通过控制变量法对 比求得各种 粒径、 填充率、 材质、 以及密度参数中耗能值最大的所述阻尼粒子的参数， 使得 阻尼粒子 /粒子阻尼体有最 好的隔声效果。 4.型材隔声结构， 其特 征在于， 采用如权利要求1 ‑3任一项所述的型 材隔声结构的设计方法设计而成， 包括： 两层型材结构、 阻尼粒子 /粒子阻尼体、 以及隔层； 所述隔层设置 于两层所述型 材结构之间； 所述阻尼粒子 /粒子阻尼体填充于所述型 材结构的声模态点区域内的型腔内部 。 5.根据权利要求 4所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 所述型材结构包括第一板、 第二板、 以及板筋； 所述第一板和第 二板之间固定有板筋， 所述板筋将所述第 一板和第 二板之间的空间分 隔成多个型腔。 6.根据权利要求 4所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 所述粒子阻尼体分为壳状粒子阻尼器和袋 状粒子阻尼器。 7.根据权利要求6所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 所述壳状粒子阻尼器包括壳体和阻尼粒子； 所述阻尼粒子填充于所述壳体的内腔； 所述壳体的外侧壁与所述型腔的内侧壁紧密接触； 所述壳体的壁厚为0.01～3 0mm； 所述壳体的材质为镁合金、 铝合金、 钛合金、 铁合金、 铜合金、 镍合金、 铅合金、 锰合金、 钴合金或钨合金， 或者上述 合金中的多元合金制成； 所述壳体的内表面和所述阻尼粒子的表面配置为： 表面摩擦因子为0.01～0.99， 表面 恢复系数为0.01～1。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239343 A 28.根据权利要求6所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 所述袋状粒子阻尼器包括袋 体和阻尼粒子； 所述阻尼粒子填充于所述袋 体的内腔， 袋 体的外侧壁与型腔的内侧壁贴合； 所述袋体的袋厚为0.01～3 0mm； 所述袋体的材质为高分子聚合物。 9.根据权利要求 4所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 所述阻尼粒子为直径0.001～30mm的球体、 长短轴长度均为0.001～30mm的椭球体、 边 长为0.001～30mm规则的多面体或边长为0.0 01～30mm的不规则多面体； 所述阻尼粒子采用材质密度为0.1～30g/cm3的铁基合金、 铝基合金、 钨基合金、 纳基合 金、 镁基合金、 钾基合金、 铜基合金、 钙 基合金、 钪基合金、 钛基合金、 钒基合金、 镍基合金、 钴 基合金、 锰基合金、 铅基合金、 铬基合金中的一种或多种金属组合而成的多元合金以及玻璃 粒子、 氧化物陶瓷粒子、 碳化物陶瓷粒子、 玻璃陶瓷粒子中的一种或多种非金属粒子组合而 成的多元非金属粒子； 所述阻尼粒子的填充率 为10％～10 0％； 所述隔层的材质为隔声材 料或吸声材 料； 所述吸声材料为泡沫塑料、 脲醛泡沫塑料、 工业毛毡、 泡沫玻璃、 玻璃棉、 矿渣棉、 沥青 矿渣棉、 水泥膨胀珍 珠岩板或石 膏砂浆； 所述板筋的倾角为10 ‑80°。 10.根据权利要求9所述的型 材隔声结构， 其特 征在于， 壳体/袋体的内腔具有至少一个腔室， 每个所述腔室内填充有特征相同或不相同的所 述阻尼粒子， 当所述腔室为两个以上时， 相邻的所述腔室内填充特征相同或不相同的所述 阻尼粒子， 所述特 征为所述阻尼粒子的粒径、 材质、 以及 密度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239343 A 3