RU2019134023A - Стенд для виброакустических испытаний образцов упругих элементов виброизоляторов и шумопоглощающих элементов облицовки - Google Patents

Claims (13)

1. Стенд для виброакустических испытаний образцов упругих элементов виброизоляторов и шумопоглощающих элементов облицовки, содержащий основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m₂ и с₂, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, а на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр, при этом для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:

где c₁ и m₁ - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания,

c₂ и m₂ - соответственно жесткость и масса переборки, h₁ - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, 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, при этом 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; 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 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 шумопоглощающая облицовка выполнена с резонансными элементами и содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа 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 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 резонансная пластина с резонансными вставками, расположенная между перфорированной поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, выполнена коробчатой формы, верхняя поверхность которой прилегает к сплошным участкам слоя звукопоглощающего материала, боковые грани прикреплены уголками к перфорированной поверхности, а нижняя ее поверхность, обращенная в сторону перфорированной поверхности, установлена по отношению к ней с зазором, необходимым для размещения резонансных вставок, выполняющих функции горловин резонаторов «Гельмгольца», или шумопоглощающая облицовка выполнена содержащей сплошную и перфорированную поверхности, между которыми размещен многослойный звукопоглощающий элемент, многослойный звукопоглощающий элемент выполнен в виде трех слоев: центрального слоя из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и симметрично прилегающих к нему звукопоглощающих слоев из материалов разной плотности, каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10% ÷ 15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности, а в качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», а в центральном слое из звукоотражающего материала, состоящим из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, расположены дополнительные элементы звукопоглощения, выполненные в виде сферических поверхностей, заполненных звукопоглотителем, при этом диаметр каждой из сферической поверхности выбирается с таким расчетом, чтобы она вписывалась во внутреннюю поверхность тетраэдра таким образом, чтобы ее центр совпадал с точкой пересечения высот на каждой из трех проекций тетраэдра.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что шумопоглощающая облицовка выполнена содержащей гладкие отражающие и перфорированные поверхности, а также расположенные между ними звукопоглощающие конструкции, состоящие из двух слоев звукопоглощающего материала: сплошного профилированного и прерывистого, расположенного в фокусе профилированного слоя, а звукопоглощающий элемент содержит гладкую отражающую поверхность и две перфорированных поверхности, причем первая из них, выполнена центральной, относительно которой оппозитно друг другу размещены звукопоглощающие конструкции, а вторая - расположена оппозитно гладкой отражающей поверхности относительно первой центральной перфорированной поверхности, а каждая из звукопоглощающих конструкций состоит из двух слоев звукопоглощающего материала, при этом первые слои, более жесткие, выполнены сплошными и профилированными и закреплены своими плоскими поверхностями на центральной перфорированной поверхности, а вторые слои более мягкие, чем первые, выполнены прерывистыми и расположены в фокусе звукоотражающих профилированных поверхностей первых слоев, при этом прерывистые звукопоглощающие слои, расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев и выполненные в форме тел вращения, крепятся с помощью двух, параллельных между собой стержней, который в свою очередь параллельны гладкой и перфорированным поверхностям, которые жестко связанны с гладкой поверхностью посредством двух вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде двух пластин, при этом верхний конец первой пластины жестко закреплен на гладкой поверхности, а нижний - на центральной перфорированной поверхности, а вторая пластина закреплена верхней частью на перфорированной поверхности, а нижней - на втором, нижним стержне.