Результат интеллектуальной деятельности: СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАГЛУШЕННОЙ КАМЕРЕ

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов привода машин, облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является стенд, в котором уровень звуковой мощности L_р определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_ср на измерительной поверхности S, м², за которую принята площадь полусферы, известный из патента РФ №2557332 (прототип).

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая точность измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов.

Технический результат - повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов.

Это достигается тем, что в стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере, включающей в себя заглушенную камеру, в которой поглощается падающий на стены звук от испытуемого объекта, устанавливаемого на плавающем полу, при этом заглушенная камера размещается в отдельном здании с фундаментом, стенами, потолочным перекрытием, внутри которого, на автономном фундаменте, размещаются ее стены, плавающий пол, на котором устанавливается испытуемый объект и легкое потолочное перекрытие, при этом заглушенную камеру герметично облицовывают со всех сторон вновь разработанным и подлежащим испытанию звукопоглощающим элементом, при этом уровень звуковой мощности L_р испытуемого объекта определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_ср на его измерительной поверхности, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr²;

где r - расстояние от центра испытуемого объекта до точек измерений; S₀=1 м²,

затем определяется корректированный уровень звуковой мощности L_рА, дБ:

где L_Аср - средний уровень звука на измерительной поверхности испытуемого объекта. На фиг. 1 изображена схема стенда для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере, на фиг. 2 - схема исследуемого нового звукопоглощающего элемента.

Стенд (фиг. 1) для исследования акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов (фиг. 2) включает в себя заглушенную камеру 7, в которой почти полностью поглощается падающий на стены звук (отражение отсутствует) от испытуемого объекта, устанавливаемого на плавающий пол 8. Заглушенную камеру 7 герметично облицовывают со всех сторон вновь разработанным и подлежащим испытанию звукопоглощающим элементом (фиг. 2). Заглушенная камера 7 размещается в отдельном здании с фундаментом 1, стенами 2, потолочным перекрытием 3, внутри которого, на автономном фундаменте 4, размещаются ее стены 5, плавающий пол 8, на котором устанавливается испытуемый объект и легкое потолочное перекрытие 6.

Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере (фиг. 1) работает следующим образом.

Уровень звуковой мощности L_р испытуемого объекта определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_ср на его измерительной поверхности 10, за которую принимают площадь полусферы S, м², т.е. S=2πr²

где r - расстояние от центра испытуемого объекта до точек измерений; S₀=1 м².

Затем определяется корректированный уровень звуковой мощности L_рА, дБ:

где L_Аср - средний уровень звука на измерительной поверхности 10 испытуемого объекта.

Исследуемый звукопоглощающий элемент (фиг. 2) содержит гладкую 11 и перфорированную 12 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 13 и пустотелых участков 15, причем пустотелые участки 15 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости, чертежа форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 16, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). Полости 14, образованные гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 11 и перфорированной 12 стенках. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 11 поверхностью и сплошными участками 13 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 12 поверхностью и сплошными участками 13 расположены резонансные пластины 18 и 19 с резонансными вставками 20, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

В качестве звукопоглощающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий.

В качестве звукопоглощающего материала применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Исследуемый звукопоглощающий элемент (фиг. 2) работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 12 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Между гладкой 11 поверхностью и сплошными участками 13 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 12 поверхностью и сплошными участками 13 расположены резонансные пластины 18 и 19 с резонансными вставками 20, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

Резонансные отверстия 20 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 18 и 19, выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 20.