RU2677934C1 - Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation - Google Patents
Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677934C1 RU2677934C1 RU2018110498A RU2018110498A RU2677934C1 RU 2677934 C1 RU2677934 C1 RU 2677934C1 RU 2018110498 A RU2018110498 A RU 2018110498A RU 2018110498 A RU2018110498 A RU 2018110498A RU 2677934 C1 RU2677934 C1 RU 2677934C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test sample
- mounting frame
- chamber
- exciting
- electrodynamic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
Abstract
Description
Изобретение относится к области борьбы с шумом, а именно к средствам и методам определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств материалов, используемых в составе ограждающих конструкций вибро и шумо излучающих узлов, в частности, транспортных средств.The invention relates to the field of noise control, and in particular to means and methods for determining the vibration damping and soundproofing properties of materials used in the enclosing structures of vibration and noise emitting nodes, in particular vehicles.
Измерения степени вибродемпфирования и звукопоглощения элементов ограждающих конструкций виброзвукогенерирующих узлов машин и механизмов производятся, прежде всего, в связи с определением необходимости и/или достаточности размещения на их поверхности дополнительных вибродемпфирующих облицовок и покрытий, а также шумоизолирующих материалов.Measurements of the degree of vibration damping and sound absorption of the elements of the building envelope of the vibration and sound generating units of machines and mechanisms are carried out, first of all, in connection with the determination of the need and / or sufficiency of placing additional vibration-damping facings and coatings, as well as soundproof materials on their surface.
Для исследования колебаний составляющих кузов автомобиля оболочек или плоских панелей, а также для подбора оптимального пакета вибродемпфирующих и шумоизоляционных материалов в стендовых условиях наибольшее распространение получила измерительная установка «RTC-III».To study the vibrations of the shells or flat panels that make up the car body, as well as to select the optimal package of vibration damping and noise insulation materials in bench conditions, the RTC-III measuring unit was most widely used.
Данная установка содержит возбуждающую и приемную оппозитные камеры, расположенную в устье возбуждающей камеры монтажную рамку, сформированную с возможностью неподвижного крепления на ней исследуемого образца, размещенный в возбуждающей камере источник возбуждения, выполненный в виде электродинамического вибратора, а также регистраторы виброакустических параметров и комплекс аппаратно-программного обеспечения.This installation contains an exciting and receiving opposite chambers, a mounting frame located at the mouth of the exciting chamber, formed with the possibility to mount the test sample fixed on it, an excitation source placed in the exciting chamber, made in the form of an electrodynamic vibrator, as well as vibroacoustic parameters recorders and a hardware-software complex providing.
Способ определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств испытываемых образцов заключается в динамическом возбуждении колебаний предварительно закрепленного в монтажной рамке исследуемого образца, осуществляемом посредством электродинамического вибратора и монтажной рамки, и в измерении структурной составляющей виброакустической энергии, передающейся от источника возбуждения через твердые элементные связи монтажной рамки, и последующей регистрации виброакустических параметров.The method for determining the vibration-damping and sound-insulating properties of the test samples consists in dynamically exciting vibrations of a test sample previously fixed in the mounting frame by means of an electrodynamic vibrator and mounting frame, and in measuring the structural component of vibro-acoustic energy transmitted from the excitation source through the solid elemental bonds of the mounting frame, and the subsequent registration of vibro-acoustic parameters.
Устройство установки «RTC-III» и производимые с ее помощью исследования иллюстрируются в приведенных ниже публикациях.The installation device "RTC-III" and the studies performed using it are illustrated in the publications below.
В материалах N. Peters (BMW, Abt. Schwingungstechnik und Akustick). The influence of the body structure on low frequency interior noise. UNIKELLER CONFERENCE 1987, описывается исследование с помощью стендовой измерительной установки «RTC III» звукоизлучения кузовных панелей. При испытаниях использовались различные кузовные панели, в том числе «сендвич», имеющие отличия по толщине, весу, конфигурации ребер жесткости. Исследуемые кузовные панели поочередно, жестко закреплялись в монтажной рамке измерительной установки «RTC III», которая впоследствии возбуждалась вибратором на частотах диапазона 30…240 Гц. Звукоизлучение стальных панелей фиксировалось микрофоном, установленным в приемной камере.In the materials of N. Peters (BMW, Abt. Schwingungstechnik und Akustick). The influence of the body structure on low frequency interior noise. UNIKELLER CONFERENCE 1987, describes the study using the bench measuring installation "RTC III" sound emission of body panels. During the tests, various body panels were used, including a sandwich, with differences in thickness, weight, and configuration of stiffeners. The studied body panels were alternately rigidly fixed in the mounting frame of the RTC III measuring installation, which was subsequently excited by a vibrator at frequencies in the
В материалах Q. Zhang, S. Lacaze (Renault SA). Prediction of the performance of damping materials on the first vibration mode of car panels. UNIKELLER CONFERENCE 1993 описывается метод математического моделирования для оптимизации геометрической формы стальной панели кузова автомобиля Renault и подбор материала используемого для демпфирования данной панели. При этом входными параметрами для расчета и данными для сравнительного анализа являлись результаты исследований, в частности, на стендовой измерительной установке «RTC III». В процессе исследований использовались стальные плоские панели и панели с ребрами жесткости, снабженные различными демпфирующими покрытиями. Исследуемые панели поочередно жестко закреплялись в монтажной рамке, которая впоследствии возбуждалась вибратором на частотах диапазона 50…350 Гц. Излучение панелей фиксировалось акселерометром, который заблаговременно устанавливался на исследуемые панели.In the materials of Q. Zhang, S. Lacaze (Renault SA). Prediction of the performance of damping materials on the first vibration mode of car panels. UNIKELLER CONFERENCE 1993 describes a mathematical modeling method for optimizing the geometric shape of the steel panel of a Renault car body and selecting the material used to damp this panel. At the same time, the input parameters for the calculation and the data for the comparative analysis were the results of studies, in particular, at the RTC III bench measuring installation. In the research process, steel flat panels and panels with stiffeners equipped with various damping coatings were used. The studied panels were alternately rigidly fixed in the mounting frame, which was subsequently excited by a vibrator at frequencies in the
В материалах Т. Alts, М. Fortez (Unikeller). Einfluss der 
UNIKELLER CONFERENCE 1991 описывается принцип действия и преимущества материалов типа SDL (Structured Damping Layer) при их использовании в автомобилестроении для демпфирования и звукоизоляции стальных кузовных панелей. Для исследования акустических свойств данных материалов использовалась, в том числе, и стендовая измерительная установка «RTC III». Исследуемые панели поочередно, жестко закреплялись в монтажной рамке, которая впоследствии возбуждалась вибратором на частотах диапазона 26…400 Гц. Излучение панелей фиксировалось группой акселерометров, один изкоторых заблаговременно устанавливался в геометрическом центре испытываемой панели, а другие на монтажной рамке.UNIKELLER CONFERENCE 1991 describes the principle of operation and advantages of materials such as SDL (Structured Damping Layer) when used in the automotive industry to dampen and soundproof steel body panels. To study the acoustic properties of these materials, we also used the RTC III bench measuring system. The studied panels were alternately rigidly fixed in the mounting frame, which was subsequently excited by a vibrator at frequencies in the range 26 ... 400 Hz. The radiation from the panels was recorded by a group of accelerometers, one of which was installed in advance in the geometric center of the tested panel, and the others on the mounting frame.
В материалах Р.Р Muller (Unikeller). Acoustic properties of recycled materials. UNIKELLER CONFERENCE 1993 описываются исследования различных типов вторично используемых вибродемпфирующих и звукоизолирующих материалов при их использовании в автомобилестроении для демпфирования и звукоизоляции стальных кузовных панелей, в том числе, и с помощью измерительной установки «RTC III». Исследуемые панели поочередно, жестко закреплялись в монтажной рамке, которая впоследствии возбуждалась вибратором на частотах диапазона 30…400 Гц. Излучения панелей фиксировались акселерометром.In the materials of R.P. Muller (Unikeller). Acoustic properties of recycled materials. UNIKELLER CONFERENCE 1993 describes studies of various types of reusable vibration damping and soundproofing materials when used in the automotive industry to dampen and soundproof steel body panels, including using the RTC III measuring system. The studied panels were alternately rigidly fixed in the mounting frame, which was subsequently excited by a vibrator at frequencies in the
В материалах С. Zhang (Renault), М.А. Hamdi and L. Mebarek (ESI-Group), B. Mahieux Jeuchos (Groupe Snecma). In). Influence of porous elastic components on structure and air borne noise in low and medium frequency ranges. AUTOMOTIVE CONFERENCE 2005 описывается модернизация математического метода моделирования, применяемого при проектировании кузова автомобилей, с точки зрения изменения модели элементов вибродемпфирования и шумоизоляции. При этом, данными для сравнительного анализа являлись результаты исследований на стендовой измерительной установке «RTC III». Исследуемые панели поочередно жестко закреплялись в монтажной рамке, которая впоследствии возбуждалась вибратором. Излучение панелей фиксировалось пятнадцатью микрофонами, расположенными в приемной камере установки, и двенадцатью акселерометрами, предварительно устанавливаемыми на исследуемой панелиIn materials S. Zhang (Renault), M.A. Hamdi and L. Mebarek (ESI-Group), B. Mahieux Jeuchos (Groupe Snecma). In). Influence of porous elastic components on structure and air borne noise in low and medium frequency ranges. AUTOMOTIVE CONFERENCE 2005 describes the modernization of the mathematical modeling method used in the design of car bodies from the point of view of changing the model of vibration damping and noise isolation elements. At the same time, the data for the comparative analysis were the results of studies on the RTC III bench measuring installation. The studied panels were alternately rigidly fixed in the mounting frame, which was subsequently excited by a vibrator. The radiation of the panels was recorded by fifteen microphones located in the receiving chamber of the installation, and twelve accelerometers pre-installed on the studied panel
В материалах Jeff VanBuskirk (Globe Industries, Inc.). Noise problems associated with geometrically stiffened panels (SAE-931265) описываются исследования различных типов вибродемпфирующих и звукоизолирующих материалов с помощью измерительной установки «RTC III», которые и приняты в качестве прототипа.In materials Jeff VanBuskirk (Globe Industries, Inc.). Noise problems associated with geometrically stiffened panels (SAE-931265) describes the study of various types of vibration damping and soundproofing materials using the RTC III measuring device, which are accepted as a prototype.
Измерительная установка содержит возбуждающую и приемную оппозитно расположенные камеры, монтажную рамку, воротник монтажной рамки и источник возбуждения, расположенные в возбуждающей камере, звукопоглощающие клинья и регистраторы виброакустических параметров, расположенные в приемной камере. Где, звукопоглощающие клинья расположены на противолежащей, относительно монтажной рамки, внутренней поверхности приемной камеры, регистраторы виброакустических параметров образованы измерительными микрофонами, выполненными с возможностью их расположения в полости приемной камеры, и/или акселерометрами, выполненными с возможностью их расположения на поверхности испытываемого образца, воротник монтажной рамки выполнен с образованием гибкого эластичного перекрытия дистанционного зазора между монтажной рамкой и стенками возбуждающей камеры, а источник возбуждения образован электродинамическим вибратором и датчиком силы, посредством которого электродинамический вибратор выполнен соединенным, с образованием структурной связи (опосредованной твердыми элементными связями) с монтажной рамкой. При этом монтажная рамка выполнена с возможностью ее соединения, с образованием структурной связи, с исследуемым образцом.The measuring installation comprises an exciting and receiving opposite-mounted cameras, a mounting frame, a mounting frame collar and an excitation source located in the exciting chamber, sound-absorbing wedges and vibroacoustic parameters recorders located in the receiving chamber. Where, the sound-absorbing wedges are located on the opposite, relative to the mounting frame, inner surface of the receiving chamber, the recorders of vibro-acoustic parameters are formed by measuring microphones made with the possibility of their location in the cavity of the receiving chamber, and / or accelerometers made with the possibility of their location on the surface of the test sample, collar the mounting frame is made with the formation of a flexible flexible overlap of the distance between the mounting frame and the walls a common chamber, and the excitation source is formed by an electrodynamic vibrator and a force sensor, by means of which the electrodynamic vibrator is connected, with the formation of a structural connection (mediated by solid elemental bonds) with the mounting frame. In this case, the mounting frame is made with the possibility of its connection, with the formation of a structural connection, with the test sample.
Способ определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих параметров заключается в динамическом, в частотном диапазоне от 25 до 400 Гц, возбуждении предварительно соединенного с монтажной рамкой исследуемого образца, осуществляемом посредством электродинамического вибратора через твердые элементные связи монтажной рамки, в измерении и регистрации параметров виброакустических излучений и в последующей оценке полученных данных.The method for determining vibration damping and soundproofing parameters consists in the dynamic, in the frequency range from 25 to 400 Hz, excitation of the test sample previously connected to the mounting frame, carried out by means of an electrodynamic vibrator through solid elementary connections of the mounting frame, in measuring and recording the parameters of vibro-acoustic radiation and in the subsequent evaluation received data.
На фиг. 1 представлены результаты измерений уровней звукового давления (УЗД) в приемной камере при включенном электродинамическом вибраторе без установленного образца конструкционного материала (уровень фона) и УЗД в приемной камере при динамическом возбуждении образца конструкционного материала электродинамическим вибратором. Измерения выполнялись на стендовой измерительной установке «RTC III» в исследовательской лаборатории ПАО «АВТОВАЗ». В качестве образца конструкционного материала использовалась предварительно закрепленная в монтажной рамке стальная пластина толщиной 2 мм. Как видно из представленных графических зависимостей, в диапазоне частот 2000…10000 Гц разность между измеренными параметрами менее 10 дБ, что недопустимо для объективной и качественной оценки звукоизолирующих свойств конструкционного материала.In FIG. 1 shows the results of measurements of sound pressure levels (SPL) in the receiving chamber with the electrodynamic vibrator switched on without an installed sample of structural material (background level) and SPL in the receiving chamber during dynamic excitation of the structural material sample with an electrodynamic vibrator. The measurements were carried out on a bench measuring installation "RTC III" in the research laboratory of PJSC "AvtoVAZ". As a sample of structural material, a 2 mm thick steel plate previously fixed in the mounting frame was used. As can be seen from the presented graphical dependences, in the frequency range 2000 ... 10000 Hz, the difference between the measured parameters is less than 10 dB, which is unacceptable for an objective and qualitative assessment of the soundproofing properties of the structural material.
Из приведенной в предыдущем абзаце информации следует - закрепление исследуемого образца в монтажной рамке не обеспечивает защиту приемной камеры от звуковой энергии, генерируемой в возбуждающей камере, проникающей через воротник минуя поверхность исследуемого образца. Указанное не позволяет объективно оценивать звукоизолирующие характеристики материала в частотном диапазоне свыше 1600 Гц, так как уровни паразитного внешнего шума (внешних помех в приемной камере измерительной установки) в указанном диапазоне частот соизмеримы с уровнями сигналов возбуждения.From the information given in the previous paragraph it follows that fixing the test sample in the mounting frame does not protect the receiving chamber from sound energy generated in the exciting chamber penetrating through the collar bypassing the surface of the test sample. The specified does not allow to objectively evaluate the soundproofing characteristics of the material in the frequency range above 1600 Hz, since the levels of spurious external noise (external noise in the receiving chamber of the measuring unit) in the specified frequency range are comparable with the levels of excitation signals.
В реальных условиях эксплуатации панели кузова автомобиля (например, панель щитка передка, передний пол, пол багажного отделения) возбуждаются не только твердым структурным путем, т.е. передаваемыми на кузов колебаниями, генерируемыми силовым агрегатом, системами двигателя, агрегатами трансмиссии, узлами ходовой части (как это имитируют испытания на измерительных установках «RTC III»), но и воздушным шумом, излучаемым вибрирующими поверхностями силового агрегата, аэродинамическим излучением элементов системы впуска (срезом воздухозаборного патрубка), системы выпуска отработавших газов двигателя (среза хвостовой трубы глушителя, располагаемого в задней части кузова у панели багажного отделения), системы охлаждения двигателя (крыльчаткой вентилятора), что, в конечном итоге, формирует гибридный (комплексный) характер возбуждения структуры исследуемого звукоизоляционного материала (структурные вибрации и падающие на поверхность конструкционного материала звуковые волны).Under actual operating conditions, the car body panels (for example, the front panel panel, front floor, and luggage compartment floor) are excited not only by a solid structural way, i.e. vibrations transmitted to the body generated by the power unit, engine systems, transmission units, chassis units (as simulated by tests on RTC III measuring systems), but also by the air noise emitted by the vibrating surfaces of the power unit, aerodynamic radiation of the intake system elements (cutoff air inlet), engine exhaust systems (muffler tail pipe located in the rear of the body near the luggage compartment panel), engine cooling systems gatel (fan impeller), which, ultimately, forms a hybrid (complex) nature of the excitation of the structure of the studied soundproofing material (structural vibrations and sound waves incident on the surface of the structural material).
Из приведенной в предыдущем абзаце информации следует, что установки «RTC III» не позволяют сымитировать реальное динамическое возбуждение колебаний кузовных панелей автомобиля (не учитывается составляющая динамического возбуждения воздушным шумом).From the information given in the previous paragraph, it follows that the “RTC III” settings do not allow simulating real dynamic excitation of vibrations of car body panels (the component of dynamic excitation by air noise is not taken into account).
При этом для объективного определения звукоизолирующих свойств шумоизоляционных материалов, в соответствии с требованиями нормативной документации, проведение исследований должно осуществляться в частотном диапазоне от 25 до 6300 Гц.Moreover, in order to objectively determine the soundproofing properties of soundproof materials, in accordance with the requirements of regulatory documentation, research should be carried out in the frequency range from 25 to 6300 Hz.
Задачей заявляемого изобретения были создание стендовой измерительной установки и способа, обеспечивающих высокую достоверность определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств конструкционных материалов.The objective of the invention was the creation of a bench measuring installation and method, providing high accuracy in determining the vibration damping and soundproofing properties of structural materials.
Задача решается в способе определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств конструкционных материалов, заключающемся в динамическом возбуждении колебаний предварительно жестко соединенного с монтажной рамкой исследуемого образца, осуществляемом посредством электродинамического вибратора, в измерении и регистрации параметров вибрационных и/или акустических излучений исследуемого образца и в последующей оценке полученных данных.The problem is solved in a method for determining the vibration damping and sound insulating properties of structural materials, which consists in dynamically exciting vibrations previously rigidly connected to the mounting frame of the test sample by means of an electrodynamic vibrator, in measuring and recording the parameters of vibration and / or acoustic radiation of the test sample, and in the subsequent evaluation of the obtained data .
Отличие заявляемого способа заключается в том, что исследуемый образец формируют и размещают с возможностью выступания, по меньшей мере, его периферийных кромок за пределы выходного устья возбуждающей камеры и за пределы входного устья приемной камеры, динамическое возбуждение колебаний исследуемого образца осуществляют посредством электродинамического вибратора и электродинамического акустического излучателя, а регистрацию вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств исследуемого образца осуществляют посредством измерительных микрофонов, выполненных с возможностью расположения в полости приемной камеры, и акселерометров, выполненных с возможностью расположения на поверхности испытываемого образца.The difference of the proposed method lies in the fact that the test sample is formed and placed with the possibility of protrusion of at least its peripheral edges beyond the output mouth of the exciting chamber and beyond the input mouth of the receiving chamber, the dynamic excitation of vibrations of the test sample is carried out by means of an electrodynamic vibrator and electrodynamic acoustic the emitter, and the registration of vibration damping and soundproofing properties of the test sample is carried out by measuring x microphones configured to be located in the cavity of the receiving chamber, and accelerometers configured to be located on the surface of the test sample.
Задача решается в измерительной установке, содержащей возбуждающую и приемную оппозитно расположенные камеры, монтажную рамку, воротник монтажной рамки и источник возбуждения, расположенные в возбуждающей камере, звукопоглощающие клинья и регистраторы виброакустических параметров. Где, звукопоглощающие клинья расположены на противолежащей, относительно монтажной рамки, внутренней поверхности приемной камеры, регистраторы виброакустических параметров образованы измерительными микрофонами, выполненными с возможностью их расположения в полости приемной камеры, и/или акселерометрами, выполненными с возможностью их расположения на поверхности испытываемого образца, воротник монтажной рамки выполнен с образованием гибкого эластичного перекрытия дистанционного зазора между монтажной рамкой и стенками возбуждающей камеры, а источник возбуждения образован электродинамическим вибратором и датчиком силы, посредством которого электродинамический вибратор выполнен соединенным, с образованием структурной связи с монтажной рамкой, монтажная рамка выполнена с возможностью ее соединения, с образованием структурной связи, с исследуемым образцом.The problem is solved in a measuring installation containing an exciting and receiving opposite cameras, a mounting frame, a mounting frame collar and an excitation source located in the exciting chamber, sound-absorbing wedges and recorders of vibro-acoustic parameters. Where, the sound-absorbing wedges are located on the opposite, relative to the mounting frame, inner surface of the receiving chamber, the recorders of vibro-acoustic parameters are formed by measuring microphones made with the possibility of their location in the cavity of the receiving chamber, and / or accelerometers made with the possibility of their location on the surface of the test sample, collar the mounting frame is made with the formation of a flexible flexible overlap of the distance between the mounting frame and the walls a common chamber, and the excitation source is formed by an electrodynamic vibrator and a force sensor, by means of which the electrodynamic vibrator is connected, with the formation of a structural connection with the mounting frame, the mounting frame is made with the possibility of its connection, with the formation of a structural connection, with the test sample.
Задача решается тем, что измерительная установка снабжена:The problem is solved in that the measuring installation is equipped with:
- по меньшей мере, одной дистанционной проставкой, неподвижно закрепленной на монтажной рамке со стороны приемной камеры, выполненными с возможностью неподвижного соединения испытываемого образца с монтажной рамкой и с возможностью выступания испытываемого образца за пределы возбуждающей камеры;- at least one remote spacer fixedly mounted on the mounting frame from the side of the receiving chamber, made with the possibility of fixed connection of the test sample with the mounting frame and with the possibility of protrusion of the test sample outside the exciting chamber;
- первым и вторым звукоизолирующими, аксиально расположенными поясами, один из которых сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке возбуждающей камеры и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца, другой из которых сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке приемной камеры и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца;- the first and second soundproof, axially located belts, one of which is formed with the ability to fit to the end wall of the exciting chamber and to the respectively located peripheral part of the test sample, the other of which is formed to fit to the end wall of the receiving chamber and to the respectively located peripheral part of the studied sample;
- источником возбуждения, образованным электродинамическим вибратором и датчиком силы, посредством которого электродинамический вибратор выполнен соединенным, с образованием структурной связи с монтажной рамкой, а также электродинамическим акустическим излучателем, расположенным в возбуждающей камере;- an excitation source formed by an electrodynamic vibrator and a force sensor through which the electrodynamic vibrator is connected to form a structural connection with the mounting frame, as well as an electrodynamic acoustic emitter located in the exciting chamber;
- по меньшей мере, одним измерительным микрофоном, выполненным с возможностью расположения в полости приемной камеры, и, по меньшей мере, одним акселерометром, выполненным с возможностью расположения на поверхности испытываемого образца.- at least one measuring microphone configured to be located in the cavity of the receiving chamber, and at least one accelerometer configured to be located on the surface of the test sample.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей стендовой измерительной установки «RTC III», повышение объективности производимых с ее помощью измерений и достоверности оценок по определению вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств исследуемых материалов.The technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the bench measuring installation "RTC III", increasing the objectivity of measurements made with its help and the reliability of the estimates for determining the vibration damping and soundproofing properties of the studied materials.
Изобретение поясняется рисунками:The invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1, где показаны результаты измерений уровней звукового давления в приемной камере при включенном электродинамическом вибраторе без испытываемого образца и с установленным в монтажной рамке испытываемым образцом, сформированным из стальной пластины толщиной 2 мм;FIG. 1, which shows the results of measurements of sound pressure levels in the receiving chamber when the electrodynamic vibrator is switched on without the test sample and with the test sample installed in the mounting frame, formed from a
Фиг. 2, где схематически показано устройство измерительной установки;FIG. 2, where the device of the measuring installation is schematically shown;
Фиг. 3, где показана схема сопряжения монтажной рамки, воротника монтажной рамки, проставки, испытываемого образца и звукоизолирующего пояса, расположенного со стороны возбуждающей камеры.FIG. 3, where the interface circuit of the mounting frame, the collar of the mounting frame, spacers, test piece and soundproofing belt located on the side of the exciting chamber is shown.
Заявляемый способ определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств конструкционных материалов осуществляется с помощью стендовой измерительной установки, содержащей в своем составе многоканальный генератор белого шума 1 (на Фиг. 2 каналы генератора иллюстративно разделены), многоканальный усилитель мощности 2 (на Фиг. 2 каналы усилителя иллюстративно разделены), электродинамический вибратор 3, электродинамический акустический излучатель 4, датчик силы 5, монтажную рамку 6, дистанционную проставку 7, испытываемый образец 8, приемную камеру 9, звукопоглощающие клинья 10, измерительный микрофон 11, акселерометр 12, многоканальный частотный анализатор 13, компьютер 14, первый и второй звукоизолирующие пояса 15, возбуждающую камеру 16, воротник 17.The inventive method for determining the vibration damping and soundproofing properties of structural materials is carried out using a bench measuring installation comprising a multi-channel white noise generator 1 (in Fig. 2 the generator channels are illustratively separated), a multi-channel power amplifier 2 (in Fig. 2 the amplifier channels are illustratively separated) ,
Возбуждающая 16 и приемная 9 камеры выполнены оппозитно и дистанцированно расположенными, снабженными, соответственно, выходным и входным устьями. При этом выходное устье возбуждающей камеры 16 выполнено расположенным напротив входного устья приемной камеры 9. Звукопоглощающие клинья 10 выполнены расположенными на внутренней поверхности противолежащей, относительно входного устья, стенки приемной камеры 9. Монтажная рамка 6 выполнена установленной в полости возбуждающей камеры 16 со смещением к ее выходному устью, а также дистанцированно расположенной относительно стенок упомянутого выходного устья. Воротник 17 монтажной рамки выполнен с образованием гибкого эластичного перекрытия дистанционного зазора между монтажной рамкой и стенками выходного устья возбуждающей камеры 16. При этом монтажная рамка 6 выполнена снабженной устанавливаемой на период испытаний дистанционной проставкой 7, расположенной со стороны приемной камеры 9, сформированной с возможностью выступания ее из выходного устья возбуждающей камеры 16, а также с возможностью неподвижного соединения, с образованием структурной связи, как с монтажной рамкой 6, так и с испытываемым образцом 8 и с возможностью выступания испытываемого образца 8 за пределы возбуждающей камеры 16. При этом дистанционная проставка 7 может быть выполнена или в виде рамки, или, что более предпочтительно, в виде, по меньшей мере, двух стержней.Exciting 16 and receiving 9 cameras are made opposite and remotely located, equipped, respectively, output and input mouths. At the same time, the outlet mouth of the
Источник возбуждения выполнен образованным расположенными в полости возбуждающей камеры 16 электродинамическим вибратором 3, датчиком силы 5, посредством которого электродинамический вибратор 3 выполнен соединенным, с образованием структурной связи, с монтажной рамкой 6, а также электродинамическим акустическим излучателем 4, расположенным со смещением к внутренней поверхности противолежащей, относительно выходного устья, стенки возбуждающей камеры 16.The excitation source is formed by an
Регистраторы виброакустических параметров выполнены образованными, по меньшей мере, одним измерительным микрофоном 11, расположенным в полости приемной камеры 9 и, по меньшей мере, одним акселерометром 12, сформированным с возможностью его расположения на поверхности испытываемого образца 8.The recorders of vibro-acoustic parameters are formed by at least one measuring microphone 11 located in the cavity of the receiving chamber 9 and at least one accelerometer 12, formed with the possibility of its location on the surface of the
Исследуемый образец 8 выполнен сформированным с возможностью выступания, по меньшей мере, его периферийных кромок за пределы выходного устья возбуждающей камеры 16 и за пределы входного устья приемной камеры 9. Стендовая измерительная установка выполнена снабженной первым и вторым (нумерация условна) звукоизолирующими, аксиально расположенными поясами 15. Один из звукоизолирующих поясов 15 сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке возбуждающей камеры 16 со стороны ее выходного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8. Другой из звукоизолирующих поясов 15 сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке приемной камеры 9 со стороны ее входного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8.The
Многоканальный генератор белого шума 1 и многоканальный усилитель мощности 2, многоканальный частотный анализатор 13 и компьютер 14 выполнены расположенными вне приемной 9 и возбуждающей 16 камер. При этом каналы генератора белого шума 1, посредством соответствующих каналов усилителя мощности 2, выполнены гальванически соединенными с электродинамическим вибратором 3 и электродинамическим акустическим излучателем 4; измерительный микрофон 11, акселерометр 12, и датчик силы 5 выполнены гальванически соединенными с соответствующими каналами частотного анализатора 13; компьютер 14 выполнен соединенным с многоканальным частотным анализатором 13.A multi-channel
Работа стендовой измерительной установки и способ осуществления испытаний поясняется ниже следующим пояснением:The operation of the bench measuring installation and the test method are explained below with the following explanation:
Возбуждающие сигналы белого шума, генерируемого в соответствующих каналах генератора белого шума 1 через соответствующие каналы усилителя мощности 2, подаются на электродинамический вибратор 3 и электродинамический акустический излучатель 4.The excitation signals of white noise generated in the respective channels of the
Электродинамический вибратор 3 через датчик силы 5 возбуждает колебания в монтажной рамке 6, которые передаются через дистанционную втулку 7, жестко зафиксированному на ней исследуемому образцу 8. Электродинамический акустический излучатель 4 возбуждает колебания в исследуемом образце 8 воздушным шумом, имитируя возбуждение кузовных панелей автомобиля воздушной составляющей виброакустической энергии. При этом электродинамический вибратор 3, возбуждаемый генератором белого шума 1, и опосредованная датчиком силы 5 обратная связь вибратора 3 с одним из каналов частотного анализатора 13, обеспечивают возбуждение колебаний монтажной рамки 6 в диапазоне частот от 25 до 400 Гц, а электродинамический акустический излучатель 4, также возбуждаемый генератором белого шума 1 (возбуждение осуществляется по второму каналу генератора 1), обеспечивают возбуждение в полости возбуждающей камеры 16 акустических колебаний в диапазоне частот 25… 10000 Гц.The
Выполнение исследуемого образа 8 с выступанием его периферийных кромок за пределы выходного устья возбуждающей камеры 16 и за пределы входного устья приемной камеры 9, а также наличие первого и второго звукоизолирующих поясов 15, один из которых сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке возбуждающей камеры 16 со стороны ее выходного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8, другой из которых сформирован с возможностью прилегания к торцевой стенке приемной камеры 9 со стороны ее входного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8 обеспечивает защиту приемной камеры 9 от прямого, не опосредованного исследуемым образцом 8, проникновения акустического шума, генерируемого в возбуждающей камере 16.The implementation of the investigated
Зарегистрированные измерительным микрофоном 11 и акселерометром 12 параметры передаются на соответствующие каналы многоканального частотного анализатора 13 и, в конечном итоге, в компьютер 14, оснащенный соответствующим программным обеспечением автоматизированной обработки экспериментальных данных и расчета значений физических параметров колебаний исследуемых образцов 8.The parameters registered by the measuring microphone 11 and the accelerometer 12 are transmitted to the corresponding channels of the
Способ определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств конструкционных материалов, реализуется следующими действиями:The method for determining the vibration damping and soundproofing properties of structural materials is implemented by the following actions:
- Исследуемый образец формируют с возможностью выступания, по меньшей мере, его периферийных кромок за пределы выходного устья возбуждающей камеры и за пределы входного устья приемной камеры.- The test sample is formed with the possibility of protrusion of at least its peripheral edges beyond the output mouth of the exciting chamber and beyond the input mouth of the receiving chamber.
- Подготовленный к испытаниям образец располагают в интервале между приемной 9 и возбуждающей 16 камерами стендовой измерительной установки, а также с выступанием его периферийных кромок за пределы выходного устья возбуждающей камеры и за пределы входного устья приемной камеры, после чего, посредством дистанционной(ых) проставки(ок) 7 неподвижно соединяют с монтажной рамкой 6.- The sample prepared for testing is placed in the interval between the receiving 9 and exciting 16 cameras of the bench measuring installation, as well as with the protrusion of its peripheral edges beyond the output mouth of the exciting chamber and outside the input mouth of the receiving chamber, after which, by means of the remote spacer (s) ( ok) 7 fixedly connected to the mounting
- Затем выполняют монтаж первого и второго (нумерация условна) звукоизолирующих поясов 15. Один из поясов 15 устанавливают с прилеганием к торцевой стенке возбуждающей камеры 16 со стороны ее выходного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8, а другой с прилеганием к торцевой стенке приемной камеры 9 со стороны ее входного устья и к соответственно расположенной периферийной части исследуемого образца 8.- Then, installation of the first and second (conditional numbering) soundproof belts is carried out 15. One of the
- Выполняют установку акселерометра 12 (или группы акселерометров) на испытываемом образце 8. Измерительный микрофон 11 (или группа микрофонов), электродинамический вибратор 3, электродинамический акустический излучатель 4, датчик силы 5, компьютер 14 и многоканальные генератор белого шума 1, усилитель мощности 2 и частотный анализатор 13 устанавливают заблаговременно. Осуществляют гальваническое соединение упомянутых электроэлементов стендовой измерительной установки.- Install the accelerometer 12 (or group of accelerometers) on the
Посредством электродинамического вибратора 3 и электродинамического акустического излучателя 4 осуществляют динамическое возбуждение колебаний в исследуемом образце 8. При этом электродинамическим вибратором 3 обеспечивают возбуждение колебаний монтажной рамки 6 в диапазоне частот от 25 до 400 Гц, а электродинамическим акустическим излучателем 4 возбуждение акустических колебаний в полости возбуждающей камеры 16 в диапазоне частот 25…10000 Гц.By means of an
- В процессе возбуждения исследуемого образца, посредством измерительного(ых) микрофона(ов) 11, расположенного(расположенных) в полости приемной камеры 9, и акселерометра(ов), расположенного (расположенных) на поверхности испытываемого образца 8, осуществляют регистрацию вибраций в испытываемом образце 8, инициируемых оборудованием возбуждающей камеры 16, а также акустических излучений, проникающих через испытываемый образец 8, формирующихся в процессе испытаний в приемной камере 9. С помощью компьютера 14 осуществляют запись полученной информации и последующую оценку вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств исследуемого образца 8.- In the process of excitation of the test sample, through the measuring (s) microphone (s) 11 located (located) in the cavity of the receiving chamber 9, and the accelerometer (s) located (located) on the surface of the
Стендовая измерительная установка по изобретению обеспечивает имитацию реальных динамических колебаний ограждающих конструкций, в частности, кузовных панелей автомобиля.The bench measuring installation according to the invention provides a simulation of the real dynamic vibrations of the enclosing structures, in particular, the car body panels.
Способ испытаний по изобретению обеспечивает высокую достоверность определения вибродемпфирующих и звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций.The test method according to the invention provides high reliability for determining vibration damping and soundproofing properties of building envelopes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018110498A RU2677934C1 (en) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018110498A RU2677934C1 (en) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677934C1 true RU2677934C1 (en) | 2019-01-22 |
Family
ID=65085019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018110498A RU2677934C1 (en) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677934C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729945C1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Акустик Групп" | Device for determining level of insulation of air noise by enclosing structure |
| CN113532630A (en) * | 2021-06-24 | 2021-10-22 | 哈尔滨工程大学 | Marine vibration noise rapid test evaluation device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3104543A (en) * | 1960-05-05 | 1963-09-24 | Bell Aerospace Corp | Acoustical vibration test device |
| US5519637A (en) * | 1993-08-20 | 1996-05-21 | Mcdonnell Douglas Corporation | Wavenumber-adaptive control of sound radiation from structures using a `virtual` microphone array method |
| WO2001001103A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | CENTRE DE RECHERCHE INDUSTRIELLE DU QUéBEC | Vibration testing apparatus and method using acoustical waves |
| US20060070445A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Frank Juber | Mobile test stand for determining the sound insulation or insertion loss of a test object |
-
2018
- 2018-03-23 RU RU2018110498A patent/RU2677934C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3104543A (en) * | 1960-05-05 | 1963-09-24 | Bell Aerospace Corp | Acoustical vibration test device |
| US5519637A (en) * | 1993-08-20 | 1996-05-21 | Mcdonnell Douglas Corporation | Wavenumber-adaptive control of sound radiation from structures using a `virtual` microphone array method |
| WO2001001103A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | CENTRE DE RECHERCHE INDUSTRIELLE DU QUéBEC | Vibration testing apparatus and method using acoustical waves |
| US20060070445A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Frank Juber | Mobile test stand for determining the sound insulation or insertion loss of a test object |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Pranab Saha, Anita B. Carey Acoustical Materials Workshop // SAE Acoustical Materials Committee, 2003. * |
| VanBuskirk J., "Noise Problems Associated with Geometrically Stiffened Panels" // SAE Technical Paper 931265, 1993. * |
| Vaz I. Vibro-Acoustic Modeling of the APAMAT II Test System. // SAE Technical Paper Series., 2009. * |
| Краснов, А. В. Разработка средств повышения эффективности акустических материалов и конструкций для снижения внешнего и внутреннего шума легковых автомобилей // дис. д-ра техн. наук : 01.04.06 : защищена 05.03.2010 (раздел 2.9, фиг. 2.9.1). * |
| Фесина М.И. Практические приемы повышения виброшумодемпфирующих свойств материалов и конструкций деталей машин // Тольятти : Изд-во ТГУ, 2012 (стр. 17-18, фиг. 1.10). * |
| Фесина М.И. Практические приемы повышения виброшумодемпфирующих свойств материалов и конструкций деталей машин // Тольятти : Изд-во ТГУ, 2012 (стр. 17-18, фиг. 1.10). Pranab Saha, Anita B. Carey Acoustical Materials Workshop // SAE Acoustical Materials Committee, 2003. VanBuskirk J., "Noise Problems Associated with Geometrically Stiffened Panels" // SAE Technical Paper 931265, 1993. Vaz I. Vibro-Acoustic Modeling of the APAMAT II Test System. // SAE Technical Paper Series., 2009. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729945C1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Акустик Групп" | Device for determining level of insulation of air noise by enclosing structure |
| CN113532630A (en) * | 2021-06-24 | 2021-10-22 | 哈尔滨工程大学 | Marine vibration noise rapid test evaluation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Motsinger et al. | 14 Design and Performance of Duct Acoustic Treatment | |
| RU2677934C1 (en) | Method for determining vibration-damping and soundproofing properties of construction materials and stand measuring unit for its implementation | |
| CN111781076B (en) | Integrated tester and testing method for shock absorption, noise reduction and impact resistance of composite material | |
| Yap et al. | Structure-borne sound transmission from machines in buildings, part 2: Indirect measurement of force and moment at the machine-receiver interface of a single point connected system by a reciprocal method | |
| Sottek et al. | An artificial head which speaks from its ears: Investigations on reciprocal transfer path analysis in vehicles, using a binaural sound source | |
| JP3624771B2 (en) | Body sound absorption and insulation performance measuring device | |
| Armentani et al. | FEM-BEM numerical procedure for insertion loss assessment of an engine beauty cover | |
| Gur et al. | Damping properties and NVH modal analysis results of carbon fiber composite vehicle components | |
| Morzyński et al. | Double panel structure for active control of noise transmission | |
| JP2013079953A (en) | Method for analyzing sound transmission paths in system | |
| JPH0354792B2 (en) | ||
| Duvigneau et al. | Characterization of the frequency‐dependent properties of damping materials | |
| Klos et al. | Sound transmission through a curved honeycomb composite panel | |
| Piana et al. | Dynamic and acoustic properties of a joisted floor | |
| RU2680211C1 (en) | Stand for acoustic tests of the power steering contained in a vehicle | |
| Deryabin et al. | Determination of the Characteristics of Noise-Reducing Materials for Motor Transport | |
| Allaei et al. | An Effective Passive Noise and Vibration Control Material | |
| CN112857553A (en) | Noise reduction performance experimental device and method for acoustic cavity of coupling film nonlinear energy trap | |
| Cherif et al. | Sound transmission paths through a statistical energy analysis model of mechanically linked aircraft double-walls | |
| Walsh et al. | Influence of air masses on microphone vibration sensitivity | |
| Van der Linden et al. | Low Frequency Airborne Panel Contribution Analysis and Vehicle Body Sensitivity to Exhaust Nnoise | |
| Lindner et al. | A new simulation and optimization tool for calculating the attenuation of airborne and structure-borne sound of maritime silencers | |
| Borello | Broadband Prediction of Sound and Vibration Transmission through Aircraft Fuselage | |
| Kim et al. | Noise reduction of a rotary compressor using structural modification of the accumulator | |
| Girdhar et al. | Improved low-frequency sound measurements for impact insulation class (IIC) rating using a comparison technique |