Способ акустических испытаний шумопоглощающих панелей

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам оценки качества шумопоглощающих панелей. Стены испытательной камеры облицовывают исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, источник шума располагают на плавающем полу, под которым устанавливают вибродемпфирующую панель, предназначенную для исключения помех при испытаниях шумопоглощающих панелей. Точки измерения при включенном источнике шума фиксируют на измерительной поверхности, представляющей собой сферическую поверхность, окружающую источник шума. Затем определяют уровень звуковой мощности, корректированный уровень звуковой мощности, величину снижения уровня звукового давления. Шумопоглощающую панель облицовки выполняют содержащей гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещают комбинированный звукопоглощающий слой, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков. Пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру. Вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной стенках. Полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками расположены резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца». Внутри пустотелых участков, внутренние поверхности которых имеют зубчатую структуру, расположены дополнительные резонансные элементы, выполненные по форме в виде сферических оболочек, внутренняя поверхность которых соединена резонансными вставками с полостями, расположенными между перфорированной поверхностью и сплошными участками звукопоглощающего элемента. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта и комбинированных шумопоглощающих элементов облицовки. 3 ил.

 

Изобретение относится к испытательному оборудованию.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является стенд для виброакустических испытаний по патенту РФ №2557332, В06В 1/00, содержащий основания, защищаемый объект, измерительную аппаратуру и генераторы вибрационных, ударных и акустических воздействий (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем, и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта, а также новых конструкций шумопоглощающих элементов облицовки.

Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта и комбинированных шумопоглощающих элементов облицовки.

Это достигается тем, что в способе акустических испытаний шумопоглощающих панелей стены испытательной камеры облицовывают исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, при этом источник шума располагают на плавающем полу, под которым устанавливают вибродемпфирующую панель, предназначенную для исключения помех при испытаниях шумопоглощающих панелей, а точки измерения при включенном источнике шума фиксируют на измерительной поверхности S, м², представляющей собой сферическую поверхность, окружающую источник шума, при этом уровень звуковой мощности L_p определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_ср на измерительной поверхности S, м², за которую принята площадь полусферы: где S=2 πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S₀=l м², а корректированный уровень звуковой мощности L_pA: , где L_Аср - средний уровень звука на измерительной поверхности, а величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца комбинированной шумопоглощающей облицовки с резонансными элементами рассчитывают по формуле:

На фиг. 1 представлена схема стенда для акустических испытаний шумопоглощающих панелей облицовки, на фиг. 2 - схема комбинированной шумопоглощающей облицовки; на фиг. 3 - общий вид стенда для акустических испытаний.

Стенд для осуществления способа акустических испытаний шумопоглощающих панелей содержит испытательную камеру, стены 1, 2, 3, 4 которой облицованы исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей 10. Стены 2 и 3 расположены оппозитно, в плоскости чертежа. Источник шума 8 расположен на плавающем полу 7, под которым устанавливается вибродемпфирующая панель 6, предназначенная для исключения помех при испытаниях шумопоглощающих панелей. Точки измерения 9 при включенном источнике 8 шума фиксируют на измерительной поверхности S, м², представляющей собой сферическую поверхность, окружающую источник 8 шума.

Стенд для осуществления способа акустических испытаний шумопоглощающих панелей работает следующим образом.

Уровень звуковой мощности L_p определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности S, м², за которую обычно принимают площадь полусферы (фиг.1), т.е.:

где S=2 πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений;

S₀=1 м².

Таким же образом определяется корректированный уровень звуковой мощности L_pA:

где L_Аср - средний уровень звука на измерительной поверхности.

Величины снижения уровней звукового давления могут быть определены только в зоне отраженного звукового поля (когда r_min≥r_пр)

где В - постоянная каюты судна до его акустической обработки, м²;

В₁ - постоянная помещения после его акустической обработки, м², которая определяется по формуле:

где A₁=α×(S_общ-S_обл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+S_общ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α₁ - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением

ΔA - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формуле

где α_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки;

S_обл - площадь этой конструкции, м²;

А_шт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м²;

n - количество штучных звукопоглотителей в помещении.

Величина снижения уровня звукового давления ΔL зависит от соотношения между прямым звуком, приходящим непосредственно от источника шума, и звуком отраженным и рассчитывается по формуле:

где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; L_обл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ.

Способ акустических испытаний шумопоглощающих панелей осуществляют следующим образом.

Стены испытательной камеры облицовывают исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, при этом источник шума располагают на плавающем полу, под которым устанавливают вибродемпфирующую панель, предназначенную для исключения помех при испытаниях шумопоглощающих панелей, а точки измерения при включенном источнике шума фиксируют на измерительной поверхности S, м², представляющей собой сферическую поверхность, окружающую источник шума, при этом уровень звуковой мощности L_p определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности S, м², за которую принята площадь полусферы: , где S=2 πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S₀=1 м², а корректированный уровень звуковой мощности L_pA: , где L_Аср - средний уровень звука на измерительной поверхности, а величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца комбинированной шумопоглощающей облицовки с резонансными элементами рассчитывают по формуле:

где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; L_обл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ; В - постоянная помещения до его акустической обработки, м²; Β₁ - постоянная помещения после его акустической обработки, м², которая определяется по формуле:

где A₁=α×(S_общ-S_обл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+S_общ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α₁ - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением

ΔA - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формуле

где α_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции комбинированной шумопоглощающей облицовки; S_обл - площадь этой конструкции, м²; А_шт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м²; n - количество штучных звукопоглотителей в помещении.

На фиг.2 представлена схема шумопоглощающей панели облицовки с резонансными вставками, которая 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 10, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

Шумопоглощающая панель облицовки с резонансными вставками 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.

Возможен вариант, когда внутри пустотелых участков 15, внутренние поверхности которых имеют зубчатую структуру 16, расположены дополнительные резонансные элементы 21, выполненные по форме в виде сферических оболочек, внутренняя поверхность которых соединена резонансными вставками 22 с полостями, расположенными между перфорированной 12 поверхностью и сплошными участками 13 звукопоглощающего элемента.

Способ акустических испытаний шумопоглощающих панелей, заключающийся в том, что стены испытательной камеры облицовывают исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, при этом источник шума располагают на плавающем полу, под которым устанавливают вибродемпфирующую панель, предназначенную для исключения помех при испытаниях шумопоглощающих панелей, а точки измерения при включенном источнике шума фиксируют на измерительной поверхности S, м², представляющей собой сферическую поверхность, окружающую источник шума, при этом уровень звуковой мощности L_p определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L_cp на измерительной поверхности S, м², за которую принята площадь полусферы: где S=2 πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S₀=1 м², а корректированный уровень звуковой мощности L_pA: , где L_Acp – средний уровень звука на измерительной поверхности, а величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца комбинированной шумопоглощающей облицовки с резонансными элементами рассчитывают по формуле

где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; L_обл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ, В - постоянная помещения до его акустической обработки, м²; B₁ - постоянная помещения после его акустической обработки, м², которая определяется по формуле

где А₁=α*(S_общ - S_обл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+S_общ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α₁ - средний коэффициент звукопоглощения помещения, обработанного комбинированной шумопоглощающей облицовки с резонансными элементами

ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формуле

,

где α_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции комбинированной шумопоглощающей облицовки; S_обл - площадь этой конструкции, м²; А_шт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м²; n - количество штучных звукопоглотителей в помещении, отличающийся тем, что шумопоглощающую панель облицовки выполняют содержащей гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещают комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной стенках, причем полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками расположены резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца», а внутри пустотелых участков, внутренние поверхности которых имеют зубчатую структуру, расположены дополнительные резонансные элементы, выполненные по форме в виде сферических оболочек, внутренняя поверхность которых соединена резонансными вставками с полостями, расположенными между перфорированной поверхностью и сплошными участками звукопоглощающего элемента.