ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

На формирование акустических свойств композиционного материала особое влияние оказывают изгибные жесткости составляющих его компонентов.

Основным видом колебаний, посредством которого звуковая энергия передается через ограждение, являются изгибные волны, а упругие силы, возникающие в нем, характеризуются его изгибной жесткостью.

При колебаниях в конструкциях возникают упругие и инерционные силы. Колебательные системы, в которых полная механическая энергия остается постоянной - консервативные, а колебания, осуществляющиеся без внешнего воздействия и поступления энергии извне - собственными колебаниями системы. Частоты, на которых происходят такие колебания, определяются как собственные частоты данной конструкции. На таких частотах упругие и инерционные силы уравновешиваются.

При воздействии на конструкцию внешней силы (звуковой энергии) возникает явление резонанса (так как внешняя нагрузка неуравновешена), и быстрый рост амплитуды колебаний приводит к резкому снижению звукоизоляции ограждения.

Наиболее интенсивное прохождение звука у конструкций из композиционных материалов ограниченных размеров наблюдается в области граничной частоты волнового совпадения, которая определяется по формуле:

2 С о fr= _____ 2 p

m ____, где d

С _о - скорость падающего на конструкцию звука, м /c; f

m - поверхностная плотность материала ограждения, кг /кв.м;

d - изгибная жесткость конструкции.

Видно, что значением граничной частоты можно регулировать изменяя изгибную жидкость ограждения. При этом увеличение динамического модуля упругости композиционного материала уменьшает значение граничной частоты изготовленной из него конструкции и, как следствие, увеличивается звукоизоляция ограждения.

Композиционные материалы, состоящие из жесткой органической или неорганической матрицы и добавок в виде волокон или крупных включений рассматриваются как тела, состоящие из множества упругих, вязких и пластичных элементов, поэтому их физико-механические и диссипативные характеристики аналитически описываются моделью упруго-вязкого-пластического тела.

Для практических целей, составляющими (в формуле для определения модуля упругости материала), которые определяют диссипацию энергии композита, можно пренебречь и тогда усредненное значение динамического модуля упругости композиционного материала можно определить по формуле:

^_v_мv _g

Е _к.м = ^_____ Е _м + ^_____Е _g, где

v v

_

Е _к.м - усредненное значение модуля упругости композиционного материала;

Е _м - модуль упругости основного материала-матрицы;

Е _g - модуль упругости материала-добавки;

v, v_м, v _g - объемы: общий, материала матрицы и добавки соответственно.

Модуль упругости композиционного материала зависит от величины модулей упругости и процентных соотношений материалов, его составляющих. То есть существует возможность уже на стадии технологического процесса производства ограждающих конструкций из любых композиционных материалов изменять их динамический модуль упругости с целью регулирования звукоизоляционных характеристик.

В зависимости от назначения ограждения, а также вида и количества применяемых добавок, выпускаемые гипсобетонные перегородки имеют индекс звукоизоляции на 1 - 3 дБ выше, чем обычные, изготовленные и рассчитанные по стандартным методикам.