Пластины, прохождение звука

Интересен случай прохождения звука из жидкости через слой твердого тела снова в жидкость. Рассмотрим нормальное падение звука из воды на железную пластину толщиной с1= . см [c.53]

Процесс взаимного уничтожения вторичных звуковых волн играет большую роль, когда звук распределен в пространстве неравномерно. Нетрудно заметить сходство между описанием дифракции и объяснением направленности излучения, создаваемого колеблющейся пластиной. Когда плоские волны, бегущие по вентиляционной трубе, внезапно вырываются наружу, на конце ее происходит то же, что и при излучении звука колеблющейся стальной пластиной высокочастотный звук направляется прямо вперед, тогда как для низких частот взаимное уничтожение вторичных волн по краям фронта оказывается менее полным, поэтому выходящий из трубы звук низкого тона имеет меньшую направленность и расходится в стороны. Явление, которое мы обозначали как взаимное уничтожение или взаимодействие волн , на языке физики называют интерференцией . Интерференция имеет место всегда, когда две волны одновременно проходят через одну точку. Это очень распространенное явление впервые мы встретились с ним, рассматривая прохождение звука в резонансной трубе в результате интерференции исходной и отраженной волн возникала стоячая волна. На этом принципе построены применяемые в лабораториях интерферометры— это особые резонансные трубы для измерения отражательной способности вещества, которое помещают на конце трубы. [c.139]

На рис. 98 кривой 1 представлена частотная зависимость коэффи циента прохождения звука через решетку с квадратными упругими пластинами в брусьях (/ = 2/]). В качестве характерной частоты использована собственная частота низшей формы колебаний квадратной пластины. Поведение этой кривой является типичным с точки зрения полученных выше результатов Имеется выраженный минимум прозрачности для частоты, несколько ниже резонансной частоты пластины в-вакууме. Затем с ростом частоты наблюдается резкий рост прозрачности решетки, достигающий максимума в окрестности второй собственной частоты, когда собственная форма колебаний пластин в решетке такова, что изменение объема элемента решетки не происходит. [c.185]

Соотношение (15.10) позволяет также получить простые формулы для звуковых полей, излучаемых пластиной, по известному выражению для коэффициента прохождения звука через пластину (см. 39). [c.86]

Расчет коэффициента прохождения звука. Под коэффициентом прохождения волны через неоднородную пластину (дифракционную решетку) будем понимать отношение звукового давления в нулевом пространственном спектре прошедшей звуковой волны к звуковому давлению в падающей волне. Более подробно этот вопрос рассматривается в 35. [c.109]

На рис. 34 показаны кривые коэффициента прохождения звука в функции волновой толщины пластины р для случаев 0 = 0° кй = 0,3 Ы = 0,5 0,7 1,0. При кк = я, 2я,. .. в соответствии со сказанным выше наблюдаются максимумы коэффициента прохождения звука. Чем меньше коэффициент перфорации, тем острее максимумы. [c.113]

В работе [110] найден коэффициент прохождения звука сквозь абсолютно жесткую пластину произвольной волновой толщины с круглыми или прямоугольными отверстиями. Общее решение также сведено к бесконечной системе алгебраических уравнений, и, кроме того, для тех случаев, когда отверстия образуют правильную решетку, а размеры отверстий меньше длины звуковой волны, получены гораздо более простые выражения, пригодные для расчетов без помощи ЭВМ. [c.117]

При этом остаются колебания, представляющие собой смещение цилиндра как единого целого. Подобное положение имеет место при прохождении звука через тонкую металлическую пластину (см. 32). В этом случае можно пренебречь симметричными колебаниями пластины и нельзя пренебречь антисимметричными колебаниями, т. е. колебаниями, описывающими смещение осевой линии при неизменной толщине пластины. [c.199]

Между соседними максимумами коэффициента прохождения звука при выполнении условия os Р = О будут иметь место минимумы. При этом толщина пластины будет кратной нечетному числу четвертей длины звуковой волны в слое. [c.209]

На рис. 65 показана зависимость коэффициента прохождения звука через слой от волновой толщины слоя при нормальном падении звука. Параметром семейства служит отношение ш = р.гСг/рА. При волновой толщине, кратной jt, звук полностью проходит через пластину (полуволновой резонанс), причем с увеличением отношения волновых сопротивлений слоя и среды резонансы становятся все более острыми. [c.209]

Прохождение звука через упругую пластину [c.213]

Вычисление коэффициентов прохождения и отражения звука для упругой пластины представляет собой более трудную задачу, чем определение соответствующих параметров для жидкого слоя, поскольку при расчете взаимодействия звуковых волн с упругой пластиной необходимо учитывать волны сдвига. Схема прохождения звука будет иметь вид, представленный на рис. 69. Угол Qi соответствует продольной волне, угол % — волне сдвига при этом sin 0/ sin 0 [c.213]

Рис. 69. Схема прохождения звука через упругую пластину.

В ряде случаев при определенных углах падения звука наблюдается полное прохождение звука. Более подробно на этих эффектах мы остановимся при изучении прохождения звуковых волн через тонкие пластины. [c.215]

Результаты расчета по формуле (31.7) приведены на рис. 70 и 71. На рис. 70 показана зависимость коэффициента прохождения звука в воде от частоты вблизи полуволнового резонанса для стальной и алюминиевой пластин, на рис. 71 — зависимость от угла падения звука на частоте резонанса. Из-рисунков видно, что высокий коэффициент прохождения звука имеет место лишь в очень малом диапа- [c.215]

Рис. 70. Зависимость коэффициента прохождения звука через пластину от частоты вблизи полуволнового резонанса при нормальном падении звука.

Рис. 71. Зависимость коэффициента прохождения звука через полуволновую пластину от угла падения.

Прохождение звука через тонкую пластину [c.216]

Рис. 73. К прохождению звука влено вверх (поскольку положитель-через тонкую пластину. ное значение разности р = — Ра

Выше было показано, что для тонких металлических пластин скорость волн изгиба меньше, чем скорость звука в воде. Поэтому резонанс совпадений для изгибных волн в тонких металлических пластинах, расположенных в воде, наблюдаться не может. Иное положение существует в воздушной акустике. Поскольку скорость звука в воздухе примерно в пять раз меньше скорости звука в воде, то для пластины, находящейся в воздухе, при некоторых углах падения звука может оказаться, что 2 = 0. Тогда будет иметь место полное прохождение звука через пластину. Резонанс совпадений для изгибных волн в воздушной акустике является одной из причин уменьшения звукоизоляции конструкций. [c.222]

Рис. 75. Зависимость фазы коэффициента прохождения звука через пластину от угла падения звука.

На рис. 75 показана зависимость набега фазы звуковой волны, прошедшей через стальную пластину толщиной 2 мм, от угла падения. Графики, приведенные на рис. 76, позволяют определить коэффициенты отражения и прохождения звука для тонкой стальной пластины, находящейся в воде. [c.223]

На рис. 77 приведены зависимости коэффициента прохождения звука через стальную пластину от угла падения. При наклонном падении коэффициент прохождения звука оказывается выше, чем при нормальном падении. Заметим, что в этом отношении ситуация для жидкого слоя (см. 30) была противоположной. Как следует из рис. 66, при наклонном падении волны на жидкий (или резиноподобный) слой коэффициент прохождения звука меньше, чем при нормальном падении. Различный характер кривых для жидкого слоя и тонкой упругой пластины объясняется существенным различием механизмов взаимодействия звуковой волны с материалом. [c.223]

Рис. 78. К объяснению возрастания коэффициента прохождения звука через тонкую металлическую пластину при наклонном падении.

Влияние продольных (симметричных) волн на прохождение звука. Формулы (32.17) не учитывают продольных (симметричных относительно средней линии пластины) волн. Выше было показано, что эти формулы справедливы при условии 2 р > 2. Если же указанное неравенство не выполняется и импеданцы 2 р и 2 сравнимы по величине, то продольные волны необходимо учитывать при расчете коэффициентов отражения и прохождения звука. [c.225]

Для стальных пластин углы 01 и 02 равны приблизительно 16° и 10° соответственно. Таким образом, при значении 0, близком к 16°, коэффициент прохождения звука через стальную пластину должен уменьшаться до нуля. На рис. 77 эти провалы кривых обозначены пунктиром. Заметим, что для тонких металлических пластин области провалов должны быть весьма узкими. Выше было показано, что для тонких металлических пластин величина 2пр почти во всем диапазоне углов падения звука (за исключением рассматриваемой здесь области вблизи 0 ) на несколько порядков больше величины 2, поэтому ветвь кривой 2пр, пересекающая ось абсцисс, идет очень круто вверх. Это приводит к тому, что 2 р может быть близко к 2 только в очень узкой полосе углов падения, исчисляемой угловыми минутами и даже секундами (на рис. 77 для наглядности область провалов сильно увеличена). Достаточно малейшего искривления пластины, искривления фронта падающей плоской волны или наличия в материале пластины хотя бы малых потерь, чтобы возникновение провалов не наблюдалось. [c.225]

Физическое объяснение появления провалов в угловых характеристиках коэффициента прохождения звука состоит в следующем. При амплитуды колебаний пластины, соответствующие изгиб- [c.226]

На рис. 81 показана зависимость коэффициента прохождения звука от угла падения для пластины из плексигласа с параметрами = 5-10 г см-сек ) о = 0,35 р = 1,2 г/сж при различном значении коэффициента потерь т] . Провал в области 40—50° обусловлен взаимодействием продольных и изгибных волн. Заметим, что зависимости коэффициента прохождения от угла падения, аналогичные приведенным на рисунке, характерны для большинства пластмасс. [c.226]

Рис. 81. Зависимость коэффициента прохождения звука через пластину из плексигласа от угла падения при /А =3,2-10 см-гц.

Рис. 82. К вычислению коэффициента прохождения звука через пластину, расположенную на границе раздела различных сред.

При нормальном падении звука активные потери слабо влияют на прохождение звука через тонкие пластины, и их действие сказывается лишь вблизи полуволнового резонанса (рис. 67). [c.227]

Случай, когда пластина разделяет две различные жидкости. Определим коэффициенты отражения и прохождения звука через пластину, находящуюся на границе раздела двух различных жидкостей. Волны в жидкостях запишем в виде (рис. 82) [c.227]

Заметим, что при Zp >> Zo т. е. при переходе звука из акустически менее плотной среды в акустически более плотную среду, коэффициент прохождения звука по давлению В ( может быть больше единицы. Например, при отсутствии пластины максимальное [c.228]

Эквивалентная схема прохождения звука через тонкую пластину. [c.229]

На рис. 81 приведены кривые, характеризующие зависимость коэффициента прохождения звука через решетку при 2а1%., = 0,1 (а) и 2а к1 — 0,06 (б) и различных углах прихода падающей волны кривые 1, 2, 3, 4 я 5 соответствуют значениям угла 0, равным 0 30 60 70 и 80 град (точка 6 — приближенный расчет). Как видно, с ростом угла 0 прозрачность решетки снижается, что выражается в расширении полосы частот, где она весьма низка. Данные рис. 81 подтверждают сделанные выше выводы о высокой звукопрозрачности решетки на низких частотах f/fl 1). С ростом частоты прозрачность решетки плавно падает и достигает своего минимального значения вблизи час ТОТЫ 1, после чего снова наблюдается рост прозрачности решетки. Не которое несовпадение минимума прозрачности решетки с частотой /1 -объясняется наличием массы жидкости, соколеблющейся с пластиной- [c.154]

Сравнивая полученные результаты с данными, приведенными в четвертой главе, можно увидеть принципиальное отличие, которое имеет место в природе возникновения резонансов и антирезонансов системы пластины — жидкость и соответственно минимумов и максимумов коэффициента прохождения звука через решетку. Если у решетки, пластины которой ориентированы нормально ее плоскости, каждой собственной форме колебаний пластин соответствует один резонанс или антире-зонанс системы пластины — жидкость, то у решетки, упругие пластины в которой параллельны плоскости решетки, каждой собственной форме колебаний пластин соответствует один резонанс и один антирезонанс системы пластины — жидкость. [c.195]

На рис. 66 показана зависимость коэффициента прохождения звука через слой от угла падения. Здесь принято к = 3 см Р1 = 1 г/сж с = 1,5-10 см1сек ра = 1,14 г/сж с = 2,5-10 см сек В данном примере критический угол равен 37°. Из рисунка видно, что вблизи этого угла начинается уменьшение коэффициента прохождения звука, причем с увеличением волновой толщины пластины коэффициент прохождения звука убывает. [c.210]

Приведенные выражения показывают, что коэффициенты отра-ясения и прохождения звука через тонкую металлическую пластину определяются только величиной М, т. е. массой единицы площади пластины. Поэтому выражения (32.19) иногда называют законом массы. В указанном приближении Л и Б не зависят от модуля упругости материала пластины. Такую пластину в воде можно рассматривать как поверхность, обладающую локальным импеданцем. [c.223]

Отметим, что при вычислении фазы коэффициента прохождения звука нельзя было в исходных формулах пренебречь набегом фазы волны в воде на толщине h, т. е. членом kh os 0, даже для весьма тонких иластин, так как при уменьшении толщины пластины оба слагаемых в выражении (32.20) оказываются величинами одного порядка. [c.223]

Можно построить [35] эквивалентную схему, соответствующую формулам (32.21). Такая схема приведена на рис. 83, а. Четырехполюсник abed, выполненный по мостовой схеме, имитирует пластину. На входе схемы действует напряжение 2ро, равное звуковому давлению на поверхности 2 = 0 при заторможенной пластине (э. д. с. холостого хода). Отношение напряжения на клеммах d к напряжению ро дает коэффициент прохождения звука (без учета экспоненциального множителя, определяющего набег фазы в среде на расстоянии, равном толщине пластины). При Z p = Z мост оказывается уравновешенным и U d = О, а следовательно, и Б = 0. [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...