RU2070112C1

RU2070112C1 - Structural laminated material

Info

Publication number: RU2070112C1
Authority: RU
Inventors: Г.М. Авилова; В.Б. Чернышов; А.Д. Платов; В.В. Шушкова; М.И. Палей; Т.П. Тихомирова
Original assignee: Чернышов Вадим Борисович
Priority date: 1992-05-03
Filing date: 1992-05-03
Publication date: 1996-12-10

Abstract

FIELD: production of sheet structural materials for acoustic system bodies. SUBSTANCE: structural laminated material has external layers made on the basis of wood material, and internal layers on the basis on the viscoelastic material. At least, one of internal layers is made with Young's modulus of 3•10⁷-3•10⁹ Pa. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к производству листовых конструкционных материалов для корпусов акустических систем (АС) высшей группы сложности (высокой верности воспроизведения) бытового и профессионального назначения. The invention relates to the production of sheet structural materials for speaker systems (AC) of the highest complexity group (high fidelity of reproduction) for domestic and professional use.

Известны акустические системы, стенки корпусов которых выполнены из фанеры или древесно-стружечных плит (ДМСП) различной толщины [1]
Основной недостаток известного решения состоит в том, что фанера и ДСП имеют низкой коэффициент потерь, что не позволяет изготавливать корпуса АС высшего класса.Known acoustic systems, the walls of the shells of which are made of plywood or chipboards of various thicknesses [1]
The main disadvantage of the known solution is that plywood and chipboard have a low loss coefficient, which does not allow the manufacture of high-class speaker enclosures.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является известное решение, взятое в качестве прототипа [2]
Известным решением является конструкционный слоистый материал типа "Сэндвич", выполненный из слоев натурального березового шпона, между которыми размещен внутренний слой на основе резинобитумной смеси.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a well-known solution, taken as a prototype [2]
A well-known solution is a structural sandwich-type material made of layers of natural birch veneer, between which an inner layer based on a bitumen-rubber mixture is placed.

Недостаток материала, изготовленного по прототипу, состоит в том, что он обладает коэффициентом потерь, удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к АС высшей группы сложности категории Hi-Fi только в ограниченном диапазоне звуковых частот и не может обеспечить высокую верность воспроизведения во всем частотном диапазоне. The disadvantage of the material made according to the prototype is that it has a loss factor that meets the requirements for speakers of the highest complexity of the Hi-Fi category only in a limited range of audio frequencies and cannot provide high fidelity in the entire frequency range.

Целью изобретения является повышение коэффициента потерь конструкционного материала для улучшения акустических свойств АС. The aim of the invention is to increase the loss factor of structural material to improve the acoustic properties of speakers.

Указанная цель достигается тем, что в конструкционном слоистом материале, включающем наружные слои на основе древесного материала и внутренние на основе вязкоупругого материала, по меньшей мере один из внутренних слоев выполнен из материала с модулем Юнга 3•10⁷ 3•10⁹ Па, что вязкоупругие слои выполнены состоящими из нескольких слоев из материалов с различными коэффициентами потерь и толщинами, что внутренние слои выполнены из материалов с различными вязкоупругими параметрами и соединены прослойками с модулем Юнга 1•10⁷ 2,5•10¹⁰ Па, что слои в материале имеют толщины в пределах: наружные 2,0 25 мм, внутренние 0,5 10 мм и прослойки 0,01 0,15 мм, что срединные плоскости наружных слоев расположены асимметрично срединной плоскости конструкционного материала и срединных плоскостей внутренних слоев, наружные слои выполнены из древесных плит плотностью 600 800 кГ/м³ и между внутренними слоями из вязкоупругого материала может быть размещен по крайней мере один слой из материала наружных слоев, соединенный также прослойками.This goal is achieved by the fact that in a structural laminate including outer layers based on wood material and inner layers based on a viscoelastic material, at least one of the inner layers is made of a material with a Young's modulus of 3 • 10 ⁷ 3 • 10 ⁹ Pa, which is viscoelastic layers are composed of several layers of materials with different coefficients of losses and thicknesses, that the inner layers are made of materials with different viscoelastic parameters and connected with interlayers Young's modulus 1 • 2,5 • Oct. ⁷ Oct. ¹⁰ Pa, which layer in the material have thicknesses in the range: outer 2.0 25 mm, inner 0.5 10 mm and interlayers 0.01 0.15 mm, so that the median planes of the outer layers are located asymmetrically to the median plane of the structural material and the median planes of the inner layers, the outer layers are made of wood boards with a density of 600,800 kg / m ³ and between the inner layers of viscoelastic material can be placed at least one layer of the material of the outer layers, also connected by interlayers.

Отличием изобретения является то, что по крайней мере один из внутренних слоев выполнен из материала с модулем Юнга 3•10⁷ 3•10⁹ Па, что внутренний слой выполнен состоящим из нескольких слоев из материалов с различными вязкоупругими параметрами и толщинами и соединен прослойками с модулем Юнга 1•10⁷ 2,5•10¹⁰ Па, слои конструкционного материала имеют толщины в пределах: наружные 2,0 25 мм, внутренние 0,5 - 10 мм внутренние 0,5 10 мм и прослойки 0,01 0,15 мм, срединные плоскости наружных слоев расположены асимметрично срединной плоскости конструкционного материала и срединных плоскостей внутренних слоев, наружные слои выполнены из древесных плит плотностью 600 800 кг/м³ и между внутренними слоями из вязкоупругого материала может быть размещен по меньшей мере один слой из материала наружных слоев соединенный также прослойками.A difference of the invention is that at least one of the inner layers is made of material with a Young's modulus of 3 • 10 ⁷ 3 • 10 ⁹ Pa, that the inner layer is made up of several layers of materials with different viscoelastic parameters and thicknesses and is connected by interlayers with the module Young's 1 • 10 ⁷ 2.5 • 10 ¹⁰ Pa, the layers of structural material have thicknesses in the range: external 2.0 25 mm, internal 0.5 - 10 mm internal 0.5 10 mm and interlayers 0.01 0.15 mm , the median planes of the outer layers are located asymmetrically to the median plane of the structural ma Methods and material and median planes of the inner layers, the outer layers are made of wood plates densities of 600 to 800 kg / m ³ and between the inner layers of viscoelastic material may be placed on at least one layer of a material of the outer layers also coupled layers.

Среди известных в науке и технике решений не выявлено аналогичных технических решений, следовательно, заявленное техническое решение не известно из уровня техники и соответствует критерию "Новизна". Among the solutions known in science and technology, no similar technical solutions have been identified, therefore, the claimed technical solution is not known from the prior art and meets the criterion of "Novelty."

Заявленное решение для специалиста явным образом не следует из уровня техники, следовательно, оно соответствует критерию "Изобретательский уровень". The claimed solution for a specialist does not explicitly follow from the prior art, therefore, it meets the criterion of "Inventive step".

Заявленное решение будет использовано при создании акустических систем высшей группы сложности категории Нi-Fi (высокой верности воспpоизведения) бытового и профессионального назначения. При этом изготовление конструктивного слоистого материала будет осуществлено из отечественных серийно изготовляемых компонентов на линиях, оснащенных отечественным серийным и нестандартизованным оборудованием, следовательно, оно соответствует критерию "Промышленно применимо". The claimed solution will be used to create speakers of the highest complexity group of the Hi-Fi category (high fidelity playback) for domestic and professional use. In this case, the manufacture of structural laminated material will be carried out from domestic mass-produced components on lines equipped with domestic serial and non-standard equipment, therefore, it meets the criterion of "Industrial Applicability".

Использование конструктивного слоистого материала в акустических системах позволит увеличить за счет повышения коэффициента потерь звукоизоляцию стенок в области резонансных частот на 6 12 дБ. The use of constructive layered material in acoustic systems will make it possible to increase the sound insulation of walls in the region of resonant frequencies by 6-12 dB by increasing the loss coefficient.

Сущность заявленного решения поясняется и подтверждается экспериментами, выполненными в лабораториях и на стендах Всероссийского НИИ деревообрабатывающей промышленности (ВНИИИдрев), г. Балабаново, Калужской обл. и Акустического института им. акад. Н.Н. Андреева (АКИН) г. Москва. The essence of the claimed decision is explained and confirmed by experiments performed in laboratories and at the stands of the All-Russian Research Institute of the Woodworking Industry (VNIIdrev), Balabanovo, Kaluga Region. and Acoustic Institute. Acad. N.N. Andreeva (AKIN) Moscow.

При изготовлении конструктивного слоистого материала были использованы следующие составляющие: в качестве наружных слоев и слоев, размещенных между внутренними вязкоупругими слоями, брали древесно-волокнистые плиты по ТУ 131ССР78-88 и древесно-волокнистые плиты средней плотности по ТУ ОП 13-0273643-75-91. In the manufacture of the structural laminate, the following components were used: as the outer layers and layers placed between the inner viscoelastic layers, we took fiberboards according to TU 131SR78-88 and medium density fiberboards according to TU OP 13-0273643-75-91 .

В качестве внутренних слоев брали ВМЛ-25 по ТУ 6-05-211-980-77, ВМЛ-5К по ТУ 6-05-211-1399-88, "Випонит" по ТУ 6-05-041-560-77 "Агат" по ТУ 6-05-5091-77, а для прослоек использовали клеи: ПНЭ по ТУ 6-06-89/89, СКЛ по ТУ 1-596-104-590-80 и поливинилацетатную дисперсию. The inner layers were VML-25 according to TU 6-05-211-980-77, VML-5K according to TU 6-05-211-1399-88, Viponit according to TU 6-05-041-560-77 " Agate "according to TU 6-05-5091-77, and adhesives were used for interlayers: PNE according to TU 6-06-89 / 89, SCR according to TU 1-596-104-590-80 and polyvinyl acetate dispersion.

Технология изготовления конструкционного слоистого материала поясняется следующими примерами. The manufacturing technology of the structural laminate is illustrated by the following examples.

Пример 1. Изготовление трехслойного "Сэндвича". Брали древесно-волокнистую плиту толщиной 2,0 и 3,0 мм при плотности 750 кг/м³. Для внутреннего слоя брали ВМЛ-25 толщиной 0,5 мм с модулем Юнга 3•10⁸ Па. Для прослойки использовали клей ПНЭ с расходом, обеспечивающим ее толщину 0,01 мм. Из листовых материалов вырезали пластины размером 500 х 900 мм. Сборка пакета выполнялась с такой последовательности: укладывал пластину из ДВП толщиной 2,0 мм. На нее укладывали пластину ВМЛ-25, предварительно нанеся на обе пластины клей ПНЭ, затем укладывали пластину из ДВП толщиной 3,0 мм. Получался слоистый пакет: ДВП прослойка ВМЛ-25 - прослойка ДВП. Собранный пакет помещали в пресс и выдерживали без нагрева под давлением 0,25 МПа в течение 2 ч. Готовый слоистый материал обрезали по формату для изготовления корпусов АС-65, на которых затем проводилась оценка качества звучания и эффективности конструктивного материала. Одновременно из конструкционного материала готовили образцы и исследовали его физико-механические и акустические свойства.Example 1. The manufacture of a three-layer "Sandwich". We took a wood-fiber board with a thickness of 2.0 and 3.0 mm at a density of 750 kg / m ³ . For the inner layer, VML-25 0.5 mm thick with a Young's modulus of 3 • 10 ⁸ Pa was taken. For the interlayer, PNE glue was used with a flow rate providing its thickness of 0.01 mm. Plates measuring 500 x 900 mm were cut from sheet materials. The assembly of the package was carried out in the following sequence: laid a plate of fiberboard 2.0 mm thick. A VML-25 plate was laid on it, having previously applied PNE glue to both plates, then a plate of fiberboard with a thickness of 3.0 mm was laid. It turned out a layered package: fiberboard layer VML-25 - fiberboard layer. The assembled bag was placed in a press and kept without heating under a pressure of 0.25 MPa for 2 hours. The finished laminated material was cut according to the format for the manufacture of AC-65 cases, on which the sound quality and the effectiveness of the structural material were then evaluated. At the same time, samples were prepared from the structural material and its physical, mechanical, and acoustic properties were studied.

Примеры выполнения заявленного решения приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты испытаний образцов конструкционного слоистого материала, выполненного по примерам 1-18. Examples of the implementation of the claimed solutions are given in table. 1. In the table. 2 shows the test results of samples of structural layered material made according to examples 1-18.

Анализ представленных в табл. 1 и 2 сопоставительных технологических приемов, физико-механических и акустических свойств конструкционного слоистого материала показывает преимущество предложенного технического решения по сравнению с прототипом. Стабильность высоких значений коэффициентов потерь конструкционного слоистого материала в области резонансных частот позволяет изготавливать корпуса АС с улучшенными свойствами. The analysis presented in table. 1 and 2 comparative technological methods, physico-mechanical and acoustic properties of the structural laminate shows the advantage of the proposed technical solution in comparison with the prototype. The stability of the high values of the loss coefficients of the structural layered material in the region of resonant frequencies allows us to produce speaker cabinets with improved properties.

Claims

1. Structural laminated material, including the outer layers based on wood material, connected by adhesive layers with the inner layers of viscoelastic materials, characterized in that at least one of the inner layers is made of material with a Young's modulus of 3 • 10 ⁷ - 3 • 10 ⁹ Pa and connected by adhesive layers to the Young's modulus 1 • 10 ⁷ 2.5 • 10 ¹⁰ Pa.

2. The material according to p. 1, characterized in that the viscoelastic layer is made up of several layers of materials with different mechanical loss factors η in the range of 0.1 to 1.5 and thicknesses, and the ratio of the thicknesses is not more than 1:10.

3. The material according to claim 1, characterized in that the layers constituting the material have thicknesses ranging from: external 2.0 to 2.5 mm, internal 0.5 to 10 mm and interlayers 0.01 to 0.15 mm.

4. The material according to claim 1, characterized in that the thickness of the outer layers equally spaced from the central inner layer may be different with the same thickness of the equally spaced inner layers.

5. The material according to claim 1, characterized in that the thicknesses of the inner viscoelastic layers are different
h _1bn (0,1 1) h _2bn ,
where h is the thickness, respectively, 1 and 11 of the inner viscoelastic layer.

6. The material according to claim 1, characterized in that between the inner layers of viscoelastic material can be placed at least one layer of wood board, also connected by interlayers.

7. The material according to claim 1, characterized in that the outer layers are made of wood boards with a density of 600,850 kg / m ³ .