О ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ВИБРОПОГЛОЩЕНИЕМ. ЧАСТЬ 1.
Для обеспечения акустического комфорта в жилых и общественных зданиях необходимо, как правило, увеличивать изоляцию от воздушного и ударного шумов. Для увеличения изоляции от воздушного шума часто необходимо увеличивать массу ограждения, для изоляции ударного шума убирать «звуковые мостики» в конструкциях ограждения. Этим задачам в полной мере отвечают многослойные вибродемпфированные ограждения, состоящие из наружных жестких листов (например, металла, сухой штукатурки, стекла) и внутреннего вибропоглощающего слоя. В отличии от традиционных конструкций, применяемых для звукоизоляции, данные ограждения имеют высокий конструкционный коэффициент потерь и повышенную устойчивость.
Прохождение звука через слоистые конструкции исследовалось ранее и описано во многих опубликованных работах. Так, задаче прохождения звука через систему чередующихся между собой твердых слоев бесконечной протяженности уделено внимание в трудах Л.М. Бреховских, Л.М. Лямшева, В.И. Заборова, Л. Беранека. Отмечается, что когда слоистая система состоит из параллельных твердых пластин без жидких слоев между ними, задача не может быть сведена к случаю однослойной пластины. Уравнение движения для отдельно взятого слоя должно быть связано с уравнениями движения примыкающего слоя непрерывностью скорости частиц, нормальных и касательных напряжений на их границе.
Имеются работы по анализу звукоизоляции трехслойных панелей с заполнением между металлическими листами материалами типа пенопластов. Так, Г. Куртце изучает вклад изгибных и сдвиговых волн в суммарное движение таких панелей [1].
Он приходит к выводу, что на высоких частотах определяющей является жесткость внешних листов. Панель будет иметь лучшую звукоизоляцию, если в ней будут распространяться волны сдвига, а не изгибные волны, при условии, что скорость сдвиговых волн будет значительно меньше, чем скорость звука в воздухе. Влияние потерь на внутреннее трение учитывается только на высоких частотах – в области граничной частоты и выше этой частоты.
Рассмотрим процесс прохождения звука через прямоугольную в плане трехслойную панель размером a x в с промежуточным вибродемпфирующим слоем с шарнирным опиранием по контуру. Отклик панели записываем в виде
где числа m и n характеризуют числа проекций половины длины упругих волн на оси x=0, a, y=0, в.
