Демпфирование акустическое

Оптимальное демпфирование акустической системы будет при таком значении Яз, которое обеспечит минимальный выброс сигнала. Самый простой метод его определения показан на рис. 2,6. Когда переключатель включен, то в результате действия тока батареи происходит отклонение диффузора громкоговорителя и на экране осциллографа отражается форма волны. Идея сводится к тому, чтобы с помощью потенциометра свести к минимуму выброс, возникающий на экране при быстром включении или выключении переключателя. [c.50]

Рис. 2.6. Простой метод определения демпфирования акустической системы

Зависимость коэффициента преобразования от частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) преобразователя. В качестве параметров АЧХ принимают следующие величины рабочую частоту /, соответствующую максимальному значению коэффициента преобразования Кии и предопределяющую достижение максимальной чувствительности пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) полосу пропускания Af = h—f , где /i и /а — частоты, при которых Кии уменьшается на 3 дБ (0,707) по сравнению с максимальным значением при излучении либо приеме или на 6 дБ (0,5) в режиме двойного преобразования (совмещенном). Чем больше полоса пропускания, тем меньше искажение формы излученного и принятого акустического импульса, меньше размеры мертвой зоны, выше разрешающая способность и точность определения координат дефектов. Расширить полосу пропускания можно путем уменьшения электрической добротности Qa или увеличения акустической добротности Qa. однако при этом снижается чувствительность. Применяя четвертьволновой просветляющий слой и подбирая оптимальное демпфирование, удается расширить полосу пропускания, одновременно повышая чувствительность, так как протектор снижает акустическую добротность за счет отвода энергии ультразвука в сторону изделия. Высокая чувствительность в сочетании с широкой полосой пропускания достигается при Qg = Q а 2. .. 4. [c.134]

В предыдущих двух главах рассматривались волны и колебания конструкций, состоящих из распределенных масс и податливостей (жесткостей), без учета демпфирования — важного параметра, характеризующего затухание волн и колебаний. Этот параметр обусловлен внутренним и внешним трением, излучением и другими причинами, вызывающими убывание акустической энергии в рассматриваемой конструкции. Во многих случаях эффекты потерь пренебрежимо малы, по в некоторых случаях пренебрежение ими ведет к большим ошибкам в расчетах. Так, амплитуда вынужденных колебаний на резонансной частоте существенно зависит от потерь (см. рис. 3.14). Так же сильно зависят от потерь и отклики произвольной колебательной системы на кратковременные нагрузки. Вследствие демпфирования часть энергии колеблющейся конструкции превращается в тепло и предоставленные самим себе колебания затухают со временем. Аналогичная картина наблюдается и при распространении волны в среде. Из-за внутренних потерь часть энергии волны идет на нагревание среды и амплитуда волнового движения уменьшается с расстоянием по мере распространения волны. [c.207]

Демпфирование играет большую роль в динамике машин как средство ослабления колебаний машин на резонансных частотах. Следует отметить, что в некоторых случаях оно играет противоположную роль. Так, даже слабое демпфирование может вызвать появление неустойчивого режима вала, вращающегося с после-критической скоростью [67, 159, 199]. В акустической динамике машин роль демпфирования также двояка. Все же в большинстве случаев оно проявляется в поглощении звука и снижении его уровня. Разумное проектирование машинных конструкций с учетом потерь — один из методов снижения акустической активности машин. [c.207]

Коэффициент потерь. При расчете акустических процессов в машинах наиболее важными характеристиками среды с демпфированием являются модуль упругости и коэффициент потерь. Коэффициент потерь т] по определению равен отношению энергии Wd, поглощенной элементарным объемом среды за период колебаний, к максимальному значению потенциальной энергии Wq, накопленной в этом объеме [c.212]

Демпфирование при акустическом излучении [c.66]

Пластина с акустическим демпфированием. Задача определения влияния окружающей акустической среды на динамические перемещения пластины гораздо сложнее, чем задача об [c.69]

Эта формула слишком сложна, чтобы использовать ее повсеместно. Второе слагаемое описывает влияние эффективной инерции акустической среды, поскольку величина шгю равна локальному ускорению W. Первое слагаемое характеризует влияние демпфирования. Полное уравнение движения пластины, взаимодействующей одной поверхностью с акустической средой, легко получается из уравнения (2.7) [c.70]

Влияние акустического демпфирования в узлах самолетов и машин. В предыдущем разделе было показано, что акустическое демпфирование иногда может быть очень важным фактором при анализе динамических перемещений конструкций, но порядок его величины зачастую слишком мал, чтобы быть полезным. Это происходит в тех случаях, когда плотность окружающей среды слишком мала по сравнению с плотностью тела конструкции или когда акустическое давление излучения от одних частей колеблющейся конструкции погашается давлением от других частей, что может случиться для тех форм колебаний, при которых смежные поверхности колеблются в противофазе. Для космических аппаратов акустическое демпфирование отсутствует. Для массивных машин воздух слишком разрежен, чтобы создавать значительное акустическое давление на их поверхностях. Для некоторых тонкостенных, легких, подкрепленных конструкций типа панелей самолета акустическое демп- [c.70]

Поскольку акустическое возбуждение струи неизбежно сопровождается вибрациями сопла, то представляет интерес изучение индуцированного звуком вибрационного ускорения на изменение скорости на оси струи. Было установлено, что изменение скорости на оси струи в основном зависит от уровня акустических возмущений и очень слабо - от вибрационного ускорения кромки сопла. Так, при различной степени демпфирования крепления сопла одинаковые изменения скорости были получены при примерно одинаковых уровнях акустического воздействия, но при существенно отличающихся значениях вибрационных ускорений. Отсюда можно заключить, что механизм акустического воздействия на аэродинамические характеристики струи не связан с вызванными звуковым облучением вибрациями сопла. [c.72]

Не касаясь других способов демпфирования автоколебаний в аэродинамических трубах с открытой рабочей частью, укажем, что в главе 9 рассмотрен акустический метод управления указанными автоколебаниями. Теория таких автоколебаний с учетом наличия двух ветвей акустической обратной связи изложена в монографии [5.4]. [c.153]

Здесь Р — амплитуда, а — соответствующая скорость изменения амплитуды колебаний, которая реализовалась бы, если бы процесс i протекал изолированно от других процессов. Члены с положительными 8/ являются источниками усиления, а члены с отрицательными 8г — источниками потерь акустической энергии. При 8>1 колебания нарастают и система неустойчива. Для удобства можно принять, что индекс i относится к одному из семи процессов, перечисленных выше. Относительный вклад различных факторов сильно зависит от моды колебаний, размера двигателя, типа ТРТ и т. д. Тем не менее наиболее важными факторами являются динамическая реакция (основной показатель неустойчивого горения) и демпфирование вследствие рассогласования фаз в потоке (часто — основной источник акустических потерь). [c.118]

Рис. 65. Зависимости коэффициентов усиления ес и демпфирования Ed акустических колебаний от частоты по результатам огневых испытаний в Т-ка

Здесь а — скорость звука (порядка 1000 м/с), а D — соответствующий поперечный размер, например диаметр полости камеры сгорания (0,01ч-1 м). Поперечные моды колебаний имеют частоты порядка 500—50 000 Гц в зависимости от размера двигателя. Исследования поперечных мод колебаний сопряжены со значительными экспериментальными трудностями вследствие того, что к датчикам предъявляются требования высокой чувствительности (обязательно использование пьезоэлектрических датчиков) и необходимости их тщательной установки, исключающей дополнительное демпфирование или возмущение акустического поля. [c.126]

Поскольку с увеличением степени демпфирования наряду с положительным эффектом (сокращение мертвой зоны и увеличение разрешающей способности) происходит снижение чувствительности искателя, то при контроле изделий большой толщины, когда требуется высокая чувствительность, применяют демпфер с малым акустическим сопротивлением. [c.39]

Для получения эффективного демпфирования демпфер должен иметь прямой акустический контакт с тыльной поверхностью пьезоэлемента. Это может быть достигнуто путем заливки пьезоэлемента компаундными массами, содержащими множество частиц высокодисперсного металлического, например, вольфрамового порошка. [c.185]

В табл. 9 перечислены способы бесконтактного возбуждения и приема акустических колебаний в объекте контроля и указаны их ориентировочные чувствительности по сравнению с возбуждением колебаний ПЭП и передачей их в объект контактным способом. В иммерсионном способе относительная чувствительность двойного преобразования фактически не превышает 0,1 в связи с необходимостью повышенного демпфирования ПЭП. [c.228]

Для преобразования акустического сигнала в электрический используют преимущественно пьезоэлектрические преобразователи. Конструктивная схема типичного преобразователя АЭ (ПАЭ) аналогична схеме прямого пьезопреобразователя в УЗК. Во многих случаях при контроле производственных объектов применяют резонансные ПАЭ, поэтому демпфирование пьезоэлемента не производится. В отличие от преобразователей для УЗК в ПАЭ используются резонансы пьезоэлемента как по толщине, так и по диаметру. С целью повышения устойчивости к электромагнитным помехам пьезоэлементы выполняют по дифференциальной схеме. [c.320]

Учитывая, что резонансные частоты внутреннего объема представляют собой негармонический ряд, они придают особенно неприятную окраску звучанию АС. Для демпфирования внутренних акустических резонансов применяют различные методы звукопоглощения. Обычно корпуса АС заполняют тонковолокнистыми упруго-пористыми материалами (минеральная вата, синтетическое волокно, шерсть, стекловолокно и др.). Влияние заполнения корпуса поглощающими материалами в области низких частот рассмотрено в 144 [c.144]

Основные акустические параметры наклонных преобразователей — ширина диаграммы направленности, раз-решающая способность (по оси пучка), чувствительность— определяются их конструкцией, а именно размерами и конфигурацией, углом ввода, акустическими константами призмы и степенью демпфирования. [c.83]

Как следует из формул (2.6.2) и (2.6.3), входное сопротивление при определенных частотах ю обращается в бесконечность, причем это предельное значение периодически повторяется с периодом Аш = 71. Обращение в бесконечность при резонансе связано с отсутствием потерь энергии в тракте на трение и выноса энергии на выходе. При резонансе Ьр/Ьй- оо, т. е. при любых конечных значениях амплитуды давления на входе в тракт отсутствуют колебания скорости. На резонансной частоте тракт не передает возмущения (поток акустической энергии равен нулю) и является идеальным изолятором , что используется для демпфирования колебаний. В зависимости от значения граничного импеданса на выходе частота, соответствующая резонансу, изменяется. При 1/2 = 0 2. стремится к бесконечности, если (Ь = 2к+1)п/2 ( =1, 2, 3,. ..), а при 2-+оо,— если 1 =кк. При изменении граничного импеданса на выходе резонансная частота скачком изменяется при х /2 = а, но при этом 21 не стремится к бесконечности. [c.92]

В качестве пластификатора широко применяют также силикон, полиуретан, каучук, сырую резину. Демпферы с такими компонентами обладают гораздо более высоким коэффициентом затухания, чем эпоксидные смолы, при одном и том же количестве рассеивателей (порошков). Для оптимального демпфирования необходимо, чтобы акустическое сопротивление демпфера по высоте изменялось по экспоненте, причем максимальное значение должно быть со стороны пьезоэлемента. Этого можно достичь вибрационной обработкой массы компаунд — наполнитель, при которой тяжелые частицы наполнителя (порошка) опускаются к поверхности, которая в дальнейшем приклеивается к пьезопластине. Экспериментально установлено, что для поверхности, прилегающей к пьезопластине, соотношение масс между компаундом и наполнителем должно составлять 1 10. .. I 12 при этом максимальное значение = (6. .. 8) 10 Па-с/м. С целью более эффективного гашения многократных отражений демпфер выполняют в виде конуса либо срезают его тыльную [c.142]

Отметим, что в этом случае получается комплексная и недиагональная матрица, хотя часто оказывается, что влияние недиагональных членов мало по сравнению с диагональными. Дальнейшая процедура также требует укорочения рядов, но теперь наиболее эффективным методом решения будет использование вычислительных машин для решения системы комплексных матричных уравнений. Здесь это не будет делаться, поскольку наша цель — лишь проиллюстрировать, что можно и чего нельзя сделать прежде, чем приступать к подробному решению этой конкретной задачи. Следует отметить важное обстоятельство несмотря на появление указанного сингулярного выражения в точке х = 1, порядок уравнений задачи не увеличился, в то время как в прямом методе это было не так. Легкость, с которой это решение было получено, указывает на тот факт, что не математический подход создает трудности при учете недиагональных членов в разрешающей матрице (хотя иногда это, конечно, может случиться), а, скорее, отсутствие достаточно полных сведений о механизме демпфирования и о точках его приложения. Что же касается обратного перехода от замера форм колебаний к оценке физической модели механизма демпфирования (что полностью противоположно процессу, описанному ранее), то он исключительно труден в лучшем случае и невозможен — в худшем. Однако для многих эластомеров, полимеров и стекловидных материалов, рассматриваемых в данной книге, разумное количественное математическое описание не только возможно, но и стало весьма совершенным, так что его можно использовать для оценки влияния технологических обработок (для демпфирования) или демпфирующих механизмов (при использовании указанных материалов) на поведение конструкции, шумоизоляцию или акустическое излучение. То же самое можно сказать и о некоторых нелинейных демпфирующих системах типа металлов с высокими демпфирующими свойствами или типа демпферов с сухим трением, хотя при этом существенно возрастают математические трудности, обусловленные учетом нелинейности. [c.29]

Поверхности, излучающие шум. Колебания различных внешних поверхностей двигателя ио-разному влияют на шум, создаваемый двигателем. На рис. 6.84 представлены данные об уровнях шума, создаваемого двигателем и его основными элементами. Для того чтобы снизить уровень шума работающего двигателя, следует уменьшить каждую из основных составляющих. Выявление того, какой именно метод — демпфирование, звукоизоляция или увеличение жесткости — наиболее подходит к той или иной составляющей, требует анализа влияния отдельных характеристик акустического излучения всего шума для рассматриваемого диаиазона частот колебаний. Подход к этой проблеме зависит от динамических свойств конструкции и от того, связан ли шум с обычным или резонансным возбуждением колебаний конструкции. Если динамическая реакция системы связана с обычными вынужденными колебаниями, то демпфирование, как правило, не оказывает какого-либо влияния на систему, и здесь необходимо использовать иные подходы, такие, как увеличение жесткости или введение звукоизо- [c.372]

Решение проблемы экологии виброакустической динамики и диагностики машин. Одной из проблем, требующих учета при разработке эффективных путей повышений надежности и ресурса, является акустическая динамика машин, а также акустическая усталость металла и других материалов. Изучение причин и источников шумовых эффектов в машинах и разработка задач динамики машин, связанных с полной или частичной локализацией шумов определенных уровней, позволяет создать принципы и методы малошумного исполнения машин. Сюда следует отнести демпфирование колебаний, виброамортизацию, балансировку и уравновешивание, качественную технологию изготовления и сборки. Основные направления решения этих задач изложены в работе [1]. Таким образом, проблемы надежности и ресурса не могут быть полностью решены как ужо отмечалось, без учета эргономического и экологического аспектов этой проблемы. [c.25]

Стохастические модели. Математическая формулировка и исследование стохастических моделей основаны на методах теории вероятностей, теории случайных функций и математической статистики. Многие задачи прикладной теории колебаний могут быть удовлетворительно сформулированы и решены лишь с использованием стохастических моделей. К ним относятся прежде всего задачи о колебаниях систем, возбуждаемых случайными нагрузками. Примером служат нагрузки от атмосферной турбулентности, пульсаций в пограничном слое, акустического излучения работающих двигателей, морского волнения, транспортировки по неровной дороге и т. п. Многие технологические процессы также сопровождаются случайным изменением динамических нагрузок (например, нагрузки, действующие на элементы горнодобывающих и горнообрабатывающих машин). Случайные факторы помимо нагрузок могут войти в вибрационные расчеты также через парамегры системы. Так, случайный разброс собственных частот или коэ( х))ициентов демпфирования Может оказать сильное влияние на выводы о виброустойчивости. [c.268]

Жилая комната оказывает значительное влияние на качество звучания громкоговорителей и акустических систем. При этом совсем небезразлично, в каком месте комнаты они расположены. Так, при установке акустических систем в углу помещения происходит подъем низких частот, что не всегда желательно, особенно в случае недостаточного демпфирования низкочастотной головки громкоговорителя. В то же время для малогабаритных акустических систем подъем низких частот обогащает звучание. Лучше располагать акустические системы вдоль большей стены помещения, вдали от углов. Рекомендации по размещению акустических систем не всегда выполнимы в жилой комнате, поскольку могут не согласовываться с расположением мебели, и потому в каждом конкретном случае следует пробовать приемлемые варианты, оценивая качество звучания на слух по своему вкусу. Акустические условия в помещении оказывают сильное воздействие на качество звучания. В предельном случае, когда в жилой комнате полностью отсутствует мебель, т. е. комната пуста, звучание любой акустической системы становится совершенно неприемлемым. Имеет значение и форма помещения. Наименее удачная для прослушивания форма помещения — кубическая. В помещении любой конфигурации точно так же, как и внутри акустического оформления громкоговорителя, на низких частотах возникают стоячие волны. В помещениях кубической формы интенсивность стоячих волн максимальна, поскольку они образуются иа совпадающих частотах вследствие равенства расстояния между противоположными стенами. Эффективных приемлемых методов борьбы со стоячими волнами в жилых помещениях не существует, а потому лучше избегать размещения акустических систем в помещениях, имеющих форму куба. Подробнее вопросы возбуждения собственных мод помещения рассмотрены в следуюццем разделе, К счастью, жилые помещения не бывают пустыми, в них всегда имеются мягкая мебель, книги, ковры, т. е. помещения имеют значительный фонд звукопоглощения для средних И высоких частот, что обеспечивает вполне приемлемые условия для прослушивания. Можно получить некоторое увеличение звукопоглощающего фонда путем закрепления имеющегося ковра не вплотную к стене, как обычно, а на некотором от нее расстоянии, хотя бы в пределах 30. ... ..50 мм. Если в помещении имеются книги, на- [c.157]

Демпфирование широко применяется для снижения шума в механизмах всех видов. Нанесение демп-фирующих покрытий снижает шум на 10 дБ и более во всех случаях, когда звук излучается легкими панелями. Если панели можно спроектировать таким образом, чтобы их резонансная частота нигде не совпадала с частотами исходного возмущения, этого может оказаться достаточно. Общеизвестный пример демпфирования панелей — это обесшумливание автомашин седан и вообще дорожных транспортных средств. Панели крыши, пола, капота мотора и крышки багажника — все они обладают множеством резонансов, и демпфирование может принести большую пользу. Применение демпфированных композитных стальных листов позволит снизить шум дорожных перфораторов децибел на 7, при условии что предварительно заглушен шум выхлопа отработанного воздуха. С акустической точки зрения наилучшая композитная стальная конструкция — это полый лист, заполненный свинцовой дробью. Однако на практике такая конструкция не годится, так как при нагревании дробь сплющивается. Пробовали применять в качестве заполнителя медь, марганец, чугун, но это не дает таких же результатов. [c.238]

Большое значение могут. иметь и термодинамические свойства содержимого каверны. Теплопроводность газа при схлопывании каверны влияет на повышение давления и температуры и усиление сонолюминесцендии (разд. 4.12). Она вызывает также демпфирование колебаний пузырька. В случае сжимаемой вязкой теплопроводной жидкости теплопроводность газа будет влиять на рассеивание акустических волн, вызывая поглощение их энергии. Этот вопрос был рассмотрен в работе [17]. В работе [40] было показано, что изменение поведения газа в колеблющемся пузырьке от изотермических до адиабатических условий зависит от удельных теплоемкостей и коэффициентов температуропроводности жидкости и газа. [c.163]

В качестве примера акустических систем бытовой аппаратуры приведем систему (десятиваттной малогабаритной акустической системы) ЮМАСч (рис. 6.23). Она состоит из деревянного корпуса внутренним объемом 18 л, заполненного ватой (для демпфирования нежелательных резонансов объема воздуха внутри корпуса). На передней стенке корпуса установлены низкочастотный громкоговоритель 10ГД-30 и высокочастотный громкоговоритель ЗГД-31. Оба они включены через упрощенный разделительный фильтр. Частота деления 3500—4500 Гц. Основные параметры акустической системы приведены в табл. 6.9. [c.173]

Для демпфирования ВЧ-колебаний при горении в камере сгорания ряда ЖРДМТ (К40А, К-4В-11, К8-2101С и др.) на периферии смесительной головки размещаются акустические полости (акустические резонансные демпферы). [c.161]

Внешняя конфигурация корпуса (т. е. его форма, наличие отра-жаюш их выступов и впадин, характер округления углов, степень демпфирования его передней и верхней стенки и т. д.) суи ествен-но влияет на акустические характеристики АС и качество ее звучания за счет дифракционных эффектов. Расчету дифракции на телах различной формы посвящены многочисленные исследования (применительно к корпусам АС это [5.15], [5.16], [5.17] и др.). Экспериментальные исследования в корпусах различной формы показали, что переход от гладких форм (сфера) к формам с острыми углами приводит к значительному увеличению неравномерности АЧХ (рис. 5.9). Традиционно большинство АС делают в прямоугольных корпусах. Однако в последние годы, когда параметры АС категории Н]—Р1 значительно улучши-дбг лись (в частности, неравномерность [c.154]

Для уменьшения этих эффектов, кроме применения корпусов сглаженных форм (без острых выступов и углов), используется демпфирование передней панели н верхней крышки корпуса. Эти меры позволили снизить неравномерность АЧХ и ГВЗ и заметно улучшить слуховое восприятие за счет уменьшения тембральных искажений и улучшения локализации стереообраза. Таким образом, сложная внешняя конфигурация корпуса, характерная для современных акустических систем категории Н1 Р1, наряду с эстетическими соображениями функционально обусловлена техническими требованиями к параметрам и качеству звучания АС. [c.155]

Наиболее широко применяемыми (особенно при волочении) ультразвуковыми колебательными системами (УКС) радиального типа являются системы на основе кольцевого магнитострик-ционного преобразователя. Такого рода устройства можно использовать при штамповке выдавливанием мелких деталей с небольшими степенями деформации, поскольку при высоких статических нагрузках на магнитострикционный пакет происходит демпфирование колебаний. Суилественным недостатком является также малая эффективность работы из-за значительных акустических потерь в узле подвески магнитострикционного пакета. В применяемых устройствах [33] преобразователь подвешен в ванне охлаждения посредством металлической втулки, запрессованной во внутреннюю полость пакета и закрепленной своими концами в стенках ванны. Матрица запрессована во втулке. [c.151]

В области средних и высоких частот существенное влияние на акустические характеристики АС оказывает внешняя конфигурация корпуса его форма, наличие отражающих поверхностей, характер скругления углов, степень демпфирования его передней и верхней стенки и т. д. за счет дифракционных эффектов. Экспериментальные исследования в корпусах различной формы показывают, что переход от гладких форм, например эллипсоидных или сферических, к формам с острыми углами приводит к значительному увеличению неравномерности АЧХ. Традиционно в бoльшии tвe АС используют прямоугольные корпуса, при этом для уменьшения отражений применяют демпфирование передней паиели или верхней крышки, йапример за счет применения специальных накладок. В последние годы для высококачественной аппаратуры нередко делают корпуса обтекаемой формы эллипсоиды, цилиндры, сферы и т. д., выделяя для средне- и высокочастотных ГГ отдельный блок. Эти меры позволяют снизить неравномерность АЧХ и улучшить субъективное восприятие звучания. [c.6]

Сннженне амплитуд вибраций стеиок достигается использованием различных вибропоглощающих материалов, иапример жесткой- пластмассы или мастики, нанооимых иа внутренние поверхности стенок, таких как Агат, ВМЛ-25, Антивибрит и др. Кроме того, применяют стяжки распорки, например между двумя -боковыми стенками, и ребра жесткости. Использование рёбер жесткости, особенно расположенных параллельно длинной стороне или по диагонали стенки, существенно повышает резонансные частоты, облегчая тем самым их демпфирование. Таким образом, корпуса акустических систем, особенно для АС категории обладают довольно сложной конструкцией за счет примене- [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...