СТЕНД ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ШУМОПОГЛОЩАЮЩИХ ПАНЕЛЕЙ Российский патент 2018 года по МПК G01M7/04 

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 являются 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 стенде для акустических испытаний шумопоглощающих панелей, содержащим испытательную камеру, стены которой облицованы исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, при этом источник шума расположен на плавающем полу, под которым устанавливается вибродемпфирующая панель, предназначенная 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=2πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S₀=1 м², а корректированный уровень звуковой мощности Lp_A: , где L_Acp - средний уровень звука на измерительной поверхности, отличающийся тем, что 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 акустических испытаний шумопоглощающих панелей содержит испытательную камеру, стены 1-4 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 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=2πr²; r - расстояние от центра источника до точек измерений;

S₀=1 м².

Таким же образом определяется корректированный уровень звуковой мощности L_pA:

где L_Acp - средний уровень звука на измерительной поверхности.

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

где В - постоянная каюты судна 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 акустически обработанного помещения, определяемый соотношением

ΔА - 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.

На фиг. 2 представлена схема шумопоглощающей панели облицовки, которая содержит гладкую 11 и перфорированную 12 поверхности, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 13 и пустотелых участков 15, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала. 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). При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностях. Полости 14, образованные гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями 18-20 с полостями 14, образованными гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.

Шумопоглощающая панель облицовки 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. Резонансные отверстия 18-20 в полостях 17 пустотелых участков 15 выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 18-20.

Изобретение относится к метрологии. Cтенд для акустических испытаний шумопоглощающих панелей содержит испытательную камеру, стены которой облицованы исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей. Источник шума расположен на плавающем полу, под которым устанавливается вибродемпфирующая панель, а точки измерения фиксируют на измерительной поверхности S, м², представляющей собой сферическую поверхность. 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=2πr²; 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. Величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца комбинированной шумопоглощающей облицовки с резонансными элементами рассчитывают по известной формуле. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стенд для акустических испытаний шумопоглощающих панелей, содержащий испытательную камеру, стены которой облицованы исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей, при этом источник шума расположен на плавающем полу, под которым устанавливается вибродемпфирующая панель, предназначенная 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, отличающийся тем, что 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 A₁ = α(S_общ-S_обл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=В/(В+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

ΔА=α_облS_обл+А_штn

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.

2. Стенд для акустических испытаний шумопоглощающих панелей по п. 1, отличающийся тем, что шумопоглощающая панель облицовки содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала, 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 поверхностях, причем полости, образованные гладкой и перфорированной поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом, а полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, при этом полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями с полостями, образованными гладкой и перфорированной поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.