3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко icon

3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко




Скачати 66.88 Kb.
Назва3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко
Дата16.08.2012
Розмір66.88 Kb.
ТипДокументи



I SSN 1813–1166. Вісник НАУ. 2005. №1

УДК 628.517:620.111:629.73-03(045)


3О.О. Козлітін

2В.М. Макаренко

3Л.Г. Плохіх

ДОСЛІДЖЕННЯ АКУСТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗВУКОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
У МАЛИХ РЕВЕРБЕРАЦІЙНИХ КАМЕРАХ НА ГУМОВИХ ПОЛОТНАХ

1Інститут екології та дизайну НАУ, e-mail: ekon@nau.edu.ua

Аерокосмічний інститут НАУ, e-mail:

Розглянуто новий метод дослідження акустичних властивостей звукоізоляційних матеріалів у малих ревербераційних камерах на гумових полотнах. Наведено результати аналізу акустичних характеристик матеріалу, застосованих в реальних конструкціях літаків.

Вступ

Згідно зі стандартом ISO 140 [1] звукоізоляцію матеріалів визначають з використанням двох звукомірних камер за допомогою співвідношення :

, (1)

де W1, W2 – звукові потужності в камерах високого (КВР) і низького (КНР) рівнів відповідно.

За умови, що в звукомірних камерах акустичне поле дифузне, співвідношення (1) записують у вигляді:

, (2)

де L1, L2 – рівні звукового тиску (РЗТ) у КВР і КНР відповідно; ^ S – площа досліджуваної по-верхні панелі, установленої між фланцями звукомірних камер; А – повне еквівалентне звукопоглинання в КНР:

, (3)

де V – обєм КНР; с – швидкість звуку в повітрі:

,

^ Т – абсолютна температура повітря; Тр – час реверберації в КНР.

За стандартним методом визначення звукоізоляції панелі повне еквівалентне звукопоглинання (3) розраховують за допомогою співвідношення:

.

Досліджувану панель з нанесеним на її по-верхню звукоізоляційним матеріалом встановлюють так, щоб звукоізоляційний матеріал був звернений у бік КВР, з боку КНР – необлицьована частина панелі. За даною схемою вимірювань повне еквівалентне поглинання в КНР залишається постійним для матеріалів усіх зразків звукоізоляційні.

Для визначення звукоізоляції зразка проводять вимірювання РЗТ у звукомірних камерах: панелі зі звукоізоляцією та панелі без звукоізоляції. Відповідно до співвідношення (2) звукоізоляцію панелі, виготовлену із звукоізоляційних матеріалів, визначають за формулою

. (4)

Для визначення величини звукоізоляції панелі, виконаної без звукоізоляційних матеріалів, правдиво аналогічне співвідношення:

(5)

Із співвідношень (4), (5) випливає, що звукоізоляція зразка визначається:

(6)

Таким чином, при даному методі досліджень звукоізоляції зразків вимірюють чотири значення РЗТ у заданій смузі частот: . Після чого за формулою (6) визначається звукоізоляція зразків.

Експериментальні дослідження проводилися в звукомірних камерах, які являють собою зварні сталеві конструкції плит товщиною 80-100 мм.

Установка складається з двох ревербераційних камер, одна з яких (КВР об’ємом 3,92 м3) установлена на віброізольованому фундаменті, а друга (КНР об’ємом 3,374 м3) змонтована на рухомому візку.

Звукові поля в акустичних камерах характеризуються нижньою межовою частотою, починаючи з якої звукове поле можна вважати дифузним.

Результати експериментальних досліджень звукоізоляції зразків у звукомірних камерах подані, починаючи з частоти 450 Гц.

Для проведення експериментальних досліджень у звукомірних камерах використовувалась акустична апаратура фірми Брюль і К’єр.

Досліджувані зразки із звукоізоляційних матеріалів були встановлені на полотна губчатої гуми марки Р-29 товщиною 11 і 3 мм. Ці полотна встановлювались у каркас із дерева.

^ Особливості поширення звуку

в полотнах гуми

Під час проходження звуку через шар матеріалу твердих тіл у ньому можуть виникати поздовжні й поперечні хвилі. Особливістю розповсюдження звуку в шарі гуми є відсутність хвиль зсуву, тому в гумі збуджуються поздовжні хвилі. Ця властивість взаємодії звуку з гумою дозволяє її використовувати для визначення звукоізоляції за запропонованою методикою вимірювань. Закономірності проходження звукових хвиль через однорідні пружні шари наведено в працях [2; 3]. Особливістю проходження звуку через шар гуми є такий ефект: існування частот резонансу за умови, коли на товщині гуми вкладається ціле число половин довжини хвилі звуку в шарі. Тому для достовірного визначення звукоізоляції матеріалів рекомендується використовувати міні-мальну товщину шару гуми.

Із рис. 1 випливає, що часи реверберації в КНР на чистих полотнах гуми товщиною 3 мм (Тр 3) і 11 мм (Тр 11) практично збігаються, однак звукоізолюючі властивості гумових полотен відрізняються.



Рис. 1. Час реверберації в КНР при установці гумових полотен, виконаних без звукоізоляції:

– Тр3; – Тр 11

Як видно з рис. 2, звукоізоляція полотен гуми товщиною 11 мм (Rpez 11) переважає над звукоізоляцією гуми товщиною 3 мм (Rpez 3) в діапазоні частот звукових коливань 450–10 000 Гц.



Рис. 2. Звукопоглинання гумових полотен, виконаних без теплозвукоізоляційних матеріалів:

– Rpez 3; – Rpez 11


Як видно з рис. 3, а, чим тонше полотно гуми, тим при більш високих частотах настає резонанс товщини гуми й тим більш вірогідніше визначаються характеристики проходження звуку через шар звукоізоляційних матеріалів.

Вибір способу кріплення оптимального

звукоізоляційного матеріалу

На рис. 3, б показано значення звукопоглинання звукоізоляційного матеріалу АТМ-60 для різних умов кріплення матеріалу до полотна гуми товщиною 3 мм на рис. 4 – результати вимірювання звукопоглинання звукоізоляційного матеріалу МС8-4625B-EAR.



а



б

Рис. 3. Результати визначення звукопоглинання звукоізоляційного матеріалу на полотні гуми:

а – BWT-60: R39 товщиною 11 мм; R75 товщиною 3 мм; Rср товщиною 3 мм;

б – АТМ-1МФ-60СС: R94 товщиною 3 мм; Rср товщиною 3 мм



Рис. 4. Порівняльні характеристики звукоізоляційного матеріалу МС8-4625B-EAR:

Rpb – свинець; R77 – гума товщиною 3 мм

Як видно з результатів дослідження в діапазоні акустичних коливань 400–6300 Гц дані практично збігаються.

Зниження достовірності визначення звукопоглинання звукоізоляційного матеріалу на частотах вище 8000 Гц на полотні гуми обумовлено резонансом товщини гуми.

На рис. 5 показано результати вимірювання матеріалу Файрест 1-70 на полотні гуми товщиною 3 мм.



Рис. 5. Результати вимірювання звукопоглинання звукоізоляційного матеріалу Файрест 1-70


Результати експериментальних досліджень показали, що в діапазоні частот 800–2000 Гц матеріал МС8-4625B-EAR у середньому має більш низькі значення звукопоглинання порівняно з іншими звукоізолюючими матеріалами. У діапазоні частот 2000–5000 Гц найнижчі значення звукопоглинання були встановлені для матеріалу
АТМ-60. У діапазоні частот 500–10000 Гц матеріали BWT-60 та Файрест 1-70 мають найвигідніші значення звукопоглинання.

При виборі оптимальних конструкцій звукоізоляції повинна бути використана основна закономірність: принцип розузгодження імпедансу матеріалів, через які розповсюджуються звукові коливання.

Цей принцип забезпечує звукоізолюючу здатність багатошарової конструкції за рахунок двох ефектів: поглинання звукової енергії в матеріалі і відбиття звукових хвиль на межі поділу сусідніх матеріалів. Тому, наприклад, у твердих звукоізолюючих матеріалах поглинання звукової енергії незначне і звукоізоляція подібних матеріалів визначається ефектами відбиття звуку. У пухко-волокнистих матеріалах ефект відбиття звуку відносно малий порівняно з втратами звукової енергії в шарі матеріалу.

У реальних конструкціях присутні обидва ефекти, які і визначають фактичну звукоізоляцію конструкції.

На рис. 6 зіставлені характеристики звукоізоляційного матеріалу BWT-60 і звукоізоляційного матеріалу в складі: фюзеляжна панель – вібро-демпфірувальне покриття – звукоізоляційний матеріал BWT-60 – панель склопластику з вібродемпфірувальним покриттям.



Рис. 6. Ефективність матеріалу BWT-60:

фюзеляжна панель – вібродемпфірувальне покриття – BWT-60 – панель склопластику з вібродемпфірувальним покриттям; оптимальний звукоізоляційний матеріал BWT-60

Висновки


Результати проведених досліджень дозволили виявити найвигідніший звукопоглинальний матеріал, який забезпечив високу ефективність звукопоглинання акустичних хвиль у складі реального набору звукоізоляційного матеріалу на фюзеляжній панелі літака.
^

Список літератури


1. ISO 140. Measurement of sound insulation in buildings and building elements. Part I-VII. International Standard Organisation, 1998. – Р. 87.

2. Шендеров Е.Л. Волновые задачи гидроакустики. – Л.: Судостроение, 1972. – 352 с.

3. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция – Л.: Судостроение, 1986. – 368 с.

Стаття надійшла до редакції 15.02.05.

А.А. Козлитин, В.Н. Макаренко, Л.Г. Плохих

Исследование акустических свойств звукоизоляционных материалов в небольших реверберационных камерах на резиновых полотнах

Рассмотрен новый метод исследования акустических свойств звукоизоляционных материалов в небольших реверберационных камерах на резиновых полотнах. Приведены результаты анализа
акустических характеристик материала, применяемого в конструкциях самолетов.


A.A. Kozlitin, V.N. Makarenko, L.G. Plohih

Acoustic parameters of sound insulating materials investigation in small reverberation rooms on rubber plates

The new method of sound insulating materials acoustic characteristics investigation in small reverberation rooms was elaborated. The research of sound insulating materials on rubber plates was done. The analysis of obtained results of acoustic parameters of materials being a part of the composite real structures of airplane was carried out.

Схожі:

3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко icon1. общие вопросы
М15 Макаренко І. М. Біографічний довідник завідувачів кафедр та професорів Національного медичного університету ім. О. О. Богомольца/...
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconФурдичко О.І., Макаренко Н. А., Ракоїд О. О. та ін
Макаренко Н. А., Ракоїд О. О., Палапа Н. В., Сахарчук Р. П. Особливості моніторингу земель України, підданих опустелюванню та деградації...
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconА. С. Макаренко Общие положения Конкурс
Народное образование и Международной Макаренковской ассоциацией в ознаменование 115-летнего юбилея великого педагога ХХ столетия....
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconА. С. Макаренко Общие положения Конкурс
move to 1812-11459
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconМакаренко М.І., к е. н, доцент
Відновлення економічного зростання поточного року в Україні потребує закріплення цієї сприятливої тенденції
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconМакаренко михайло ілліч
...
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconМ.І. Макаренко, д н., професор, зав кафедри міжнародної економіки
Нестабільність фінансових ринків і волатильність реального сектора в умовах світової кризи
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconІ. У. Марчук [та ін.]. Добрива та їх використання : Довідник: К., 2002. 245 с
В. Е. Розстальной, А. П. Лисовал, В. М. Макаренко Методика опытов и агрохимических исследований К.: Усха, 1984
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconМакаренко михайло ілліч удк 336. 74. 338. 5
...
3О. О. Козлітін 2В. М. Макаренко iconМ.І. Макаренко
Поряд з податково-бюджетною політикою вона вважається дієвим засобом короткострокового та середньострокового впливу на обсяг валового...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи