ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Одной из причин затухания колебаний механических систем является рассеяние энергии внутри самой колебательной системы (внутреннее трение в материале). Внутреннее трение способно ограничивать рост амплитуды вынужденных колебаний при резонансах. Чем больше внутреннее трение в материале ограждения, тем лучше, при прочих равных условиях, оно воспринимает звуковые колебания и, как следствие, повышается звукоизоляция ограждающей конструкции ограниченного размера:

дБ, где

r- звукоизоляция конструкции ограниченного размера,

h- коэффициент потерь на внутреннее трение материала конструкции

В энергетическом отношениивнутреннее трение в композиционном материале обуславливается необратимостью процессов, сопровождающих циклическое деформирование тел. Эти процессы характеризуются тем, что часть энергии деформации за каждый цикл напряжений преобразуется в тепло, и, в конечном счете, рассеивается. В композиционных материалах, состоящих в общем виде из материала-матрицы и материала-добавок, при гармонических деформациях (т.е. при звуковых колебаниях) происходит рассеяние энергии обусловленное всеми составляющими его материалами, однако, коэффициенты потерь на внутреннее трение материалов матрицы и добавок, как правило, резко отличаются друг от друга, а, следовательно различны и их энергетические потери.

Для практических целей (расчет звукоизоляции конструкции из композиционного материала) необходимо определить степень влияния коэффициента потерь каждого материала на коэффициент потерь энергии на внутреннее трение композита в целом и определить его значение.

композиционные материалы рассматриваются как упруго-пластические тела, имеющие некоторую неоднородность, поэтому в них всегда присутствуют материалы, работающие в зоне пластических деформаций, т.е. при любых даже самых малых деформациях, происходят необратимые потери энергии. При резонансах, когда амплитуда деформаций резко возрастает (в этот момент происходит значительное уменьшение звукоизоляции конструкции), число таких материалов в композите увеличивается. Обладающие высокими значениями коэффициента потерь на внутреннее трение, они способны погасить резкий рост амплитудных колебаний и повысить звукоизоляцию конструкции.

При аналитическом описании процесса деформирования сложной модели (композиционного материала) применяется метод одноосного деформирования упруго-пластического тела, в котором коэффициент потерь на внутреннее трение определяется через зависимость между напряжениями и деформациями от внешней нагрузки, т.е. с учетом объемных долей составляющих его компонентов, т.е.

, где

h_к.м.,h_м,h_g- коэффициенты потерь на внутреннее трение композиционного материала, материала-матрицы и материала-добавки, соответственно;

Е _о.к.м.; Е _ом; Е _оg-динамические модули упругости композиционного материала, материала-матрицы и материала-добавки;

b_м,b_g- объемные доли материала-матрицы и материала-добавки в общем объеме композита.

Данный метод расчета коэффициента потерь на внутреннее трение композита прост и надежен, он позволяет уже на стадии технологических разработок новых смесей прогнозировать коэффициенты потерь перспективных материалов и, как следствие, регулировать звукоизоляцию конструкций изготовленных из них.