一种将波折板作为弹性连接构件的周期复合结构的制作方法

本发明涉及一种将波折板作为弹性连接构件的周期复合结构，属于减振领域。

背景技术：

声子晶体理论起源于凝聚态固体物理学领域，在至今近30年发展的历程中，吸引了众多学者的目光，其原因在于该理论的提出为减振降噪研究提供了一个全新的思路。声子晶体是由两种及两种以上材料周期排列，形成具有禁带的周期复合材料或结构，处于禁带频率范围内的弹性波无法传播。

目前，声子晶体理论已经成功地引进了工程结构构件中，形成了具有带隙的周期梁、周期板、薄膜型声学超材料等工程构件，为工程结构的减振降噪设计提供了基础。声子晶体可分为散射型声子晶体和局域共振型声子晶体，散射型声子晶体要求弹性波的波长一般与其晶格常数相当，局域共振型声子晶体中的弹性波波长可小于晶格常数，当晶格常数小于波长的1/10时，这样的声子晶体又被称为亚波长结构。局域共振型声子晶体较同等大小的散射型声子晶体形成的带隙频率更低。

技术实现要素：

本发明提供一种将波折板作为弹性连接构件的周期复合结构，该周期复合结构可视为局域共振型声子晶体，具有弹性波带隙，且带隙频率低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种将波折板作为弹性连接构件的周期复合结构，包括若干个基本单元，若干个基本单元在二维坐标系x，y方向形成周期性排列；

每个基本单元包括两块波折板、振子以及底板，两块波折板相对合并布设在底板上，且在两块波折板之间形成桶状空腔，振子安置在桶状空腔的上方；

作为本发明的进一步优选，还包括弹性轻质填充物，其设置在桶状空腔的底部，振子安置在弹性轻质填充物的上方；

作为本发明的进一步优选，前述的振子采用混凝土或者钢筋混凝土或者铅或者锡或者铜制作；

作为本发明的进一步优选，前述的波折板采用钢材或者铝合金材料或者frp复合材料制作；

作为本发明的进一步优选，前述的底板采用混凝土板或者钢筋混凝土板或者钢板或者铅板或者钨板制作；

作为本发明的进一步优选，前述的弹性轻质填充物采用发泡混凝土或者橡胶或者泡沫或者塑料制作；

作为本发明的进一步优选，在两块波折板形成的桶状空腔内安装平行于底板的钢板，将桶状空腔分成上下两个部分，在钢板上方安设振子；

钢板采用焊接或者螺栓与桶状空腔固定。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的周期复合结构采用混凝土、钢材、橡胶等常见的且廉价的建筑材料制作，降低了制造成本，提高了经济性能；

2、本发明的周期复合结构，制作简单，连接方式技术成熟，适合广泛应用；

3、本发明的周期复合结构，构成了局域共振型声子晶体板，因此可以实现利用小尺寸的结构形成低频弹性波带隙。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明提供的一个基本单元的延拓过程示意图；

图2是本发明提供的一个基本单元的分解示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施例。

图中：1为振子，2为波折板，3为弹性轻质填充物，4为底板，5为钢筋混凝土板，6为持力基础。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本申请旨在提供一种将波折板作为弹性连接构件，并且以周期性排列方式进行排列的复合结构，从而构成了局域共振型声子晶体板，实现了利用小尺寸的结构形成低频的弹性波带隙。

本申请包含若干个基本单元，这些基本单元在二维坐标系x，y方向进行延拓后形成周期性复合结构，具体的如图1所示，是本申请进行的一个基本单元延拓过程示意图，即给出了该周期复合结构的一个基本单元在x-y平面内的延拓示意图；

图2所示，给出了其中一个基本单元分解示意图，包括两块波折板2、振子1、弹性轻质填充物3以及底板4，两块波折板2相对合并布设在底板4上，两块波折板2可以通过焊接或者螺栓进行固定连接，且在两块波折板2之间形成桶状空腔，桶状空腔的底部布设弹性轻质填充物3，在弹性轻质填充物3的上方安置振子1，这里需要说明的是，弹性轻质填充物3仅仅是填充作用，用来保证振子1的位置始终在桶状空腔的上方；波折板2即波形板材类似弹簧作为弹性连接构件，连接了振子1和底板4，构成了局域共振型声子晶体；

本申请中，底板4可以采用混凝土板或者钢筋混凝土板5或者钢板或者铅板或者钨板制作，波折板2采用钢材或者铝合金材料或者frp复合材料或者其他具有良好弹性的材料制作，当底板4为钢板时，波折板2可采用焊接的方式与底板4连接；当底板4为混凝土板或者钢筋混凝土板5时，波折板2与底板4可采用波形钢腹板组合桥梁中常用的连接方式。

本申请中，振子1采用混凝土或者钢筋混凝土或者铅或者锡或者铜或者其他高密度材料制作；弹性轻质填充物3采用发泡混凝土或者橡胶或者泡沫或者塑料制作。

为了保证振子1的位置，还可以在两块波折板2形成的桶状空腔安装平行于底板4的钢板，将桶状空腔分成上下两个部分，在位于桶状空腔上方的位置安设振子1，钢板可以承托上部振子1的重量，此时在振子1的下方无需填充物质；钢板采用焊接或者螺栓固定即可。

实施案例：

图3给出了一种将本申请的复合结构进行应用的实施例，将两个复合结构相对安置在某种持力基础6上，也就是说本申请的复合结构将底板4垂直安设在持力基础6上，相对设置的复合结构通过图中所示的钢筋混凝土板5进行固结，在钢筋混凝土板5上修建建筑，这个框架结构成为了一种具有隔振作用的基础，同时，该框架结构可在x，y方向延拓形成大型隔振基础；实施案例形成的隔振基础，可以削弱x-y面内处于带隙频率内的振动，对z方向上处于带隙频率内的振动也有削弱效果。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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