автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Снижение воздушного шума в кабине колесного тягача дорожных машин сотовыми звукопоглощающими конструкциями

На правах рукописи

625.76(075.8)

2 0 Р; 0 П .

Чернов Михаил Владимирович

СНИЖЕНИЕ ВОЗДУШНОГО ШУМА В КАБИНЕ КОЛЕСНОГО ТЯГАЧА ДОРОЖНЫХ МАШИН СОТОВЫМИ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

Специальность 05.05.04. - Дорожные и строительные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2000

Работа выполнена на кафедре "Транспортные машины" Воронежской государственной архитектурно-строительной академии.

Научный руководитель: - Доктор технических наук, профессор

Устинов Юрий Федорович.

Официальные оппоненты: - Доктор технических наук, профессор

Бочаров Владислав Степанович;

Кандидат технических наук, доцент Пурусов Юрий Михайлович.

Ведущее предприятие: - ОАО "Тяжэкс", С КБ "Земмаш" г. Воронеж.

Защита состоится " 21 " шоля 2000 года в 10 часов в аудитории 20 к. 3 на заседании диссертационного совета К 063.79.01 в Воронежской государственной архитектурно-строительной академии.

Отзывы в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВГАСА.

Автореферат разослан " 20 " июня 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Спасибухов Ю.Н.

0Ь«-ОП,.ММ -54-03,4.5,о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание дорожных и строительных машин с активным рабочим органом на базе серийных тягачей и тракторов значительно увеличивает их производительность при выполнении технологических операций в строительном комплексе. При этом существенно увеличиваются скорости движения и нагрузки, что неизбежно влечет за собой существенное возрастание шума в кабине машины и в окружающем пространстве.

Среди разнообразных видов дорожных машин в особую группу выделяются машины для патрульной очистки дорог от свежевыпавшего снега, предна-^ значенные также для удаления наледи и снежного наката с дорожного покрытия. Отличительной особенностью высокопроизводительных газоструйных машин является использование выхлопных газов турбо-реактивных двигателей (ТРД). При этом образуется мощный воздушный шум, который негативно воздействует на оператора. Следовательно, вопросы, связанные со снижением шума в кабине тягача, агрегатируемого с мощным источником акустической энергии, выдвигаются на передний план, так как направлены на безопасность жизнедеятельности, а поэтому приобретают значимость и актуальность

Целью исследований является снижение воздушного шума в кабине тягача, агрегатируемого с дорожным рабочим оборудованием, содержащим мощные источники шума, на основе разработки уточненной методики прогнозирования шума с использованием численных методов исследований и применения нетрадиционных звукопоглощающих материалов.

На защиту выносятся:

1. Уточненная методика расчета шума газовой струи снегоочистительной машины.

2. Результаты экспериментальных лабораторно-полевых исследований.

3. Методика расчета сотовых конструкций и результаты их лабораторных исследований.

4. Уточненная методика численных исследований звукового поля в кабине на основе метода конечных элементов.

5. Результаты численных исследований шума в кабине.

6. Технико-экономическая оптимизация звукозащиты в кабине сотовыми звукопоглощающими конструкциями.

Объект исследования. Дорожная газоструйная снегоочистительная машина на базе колесного тягача с колесной формулой 4x4 типа Т-150К.

Методы исследований: - теоретические, включающие методы математической статистики, линейной алгебры, математического моделирования, оптимального проектирования, метод конечных элементов; - экспериментальные, с использованием спектрального анализа.

Научной новизной в диссертационной работе являются:

1. Результаты экспериментальных исследований шума газоструйной машины, так как выявлены характерные частоты, на которых шум в кабине наибольший;

2. Уточненная методика расчета скорости истечения газовой струи из щелевого насадка, влияющая на излучение звуковой мощности;

3. Режим работы тягача, при котором шум в кабине от собственного двигателя и трансмиссии наибольший, что подтверждено положительным решением на выдачу патента РФ;

4. Математическая модель акустического процесса в кабине тягача при облучении ее внешним шумом. Данная модель реализована методом конечных элементов;

5. Сотовые звукопоглощающие конструкции для внутренней облицовки кабины, разработанные на основе A.C. №1813890.

6. Математическая модель технико-экономической оптимизации звукоза-щиты в кабине. Данная модель реализована с применением булевых переменных.

Практическая полезность. Предложенные методики расчета звуковой мощности газовой струи, облучающей кабину машины, и расчета параметров сотовых звукопоглощающих материалов могут быть использованы в проектировании дорожных и строительных машин различного назначения. Особую полезность имеют разработанные автором математические модели акустического процесса в кабине машины с использованием метода конечных элементов и технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора.

Реализация работы. Результаты теоретических, экспериментальных и численных исследований используются при акустическом проектировании кабин самоходных машин в ОАО "Рудгормаш" г. Воронеж.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на двух международных конференциях: "Интерстроймех - 98" - 1998, г. Воронеж; "Высокие технологии в экологии" - 1999, г. Воронеж. Кроме того, отдельные результаты работы доложены на научно-практических конференциях ВГАСА в 1998, 1999,2000 г.г., а технические разработки демонстрировались на выставке "Высокие технологии в экологии" - 1999, г. Воронеж.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 12 публикациях, из которых один патент РФ (в соавторстве) и одно положительное решение на выдачу патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы из 160 наименований и пяти приложений. Работа содержит 220 страниц сквозной нумерации, включая 31 рисунок, 54 таблицы и 69 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность научно-технической проблемы снижения шума в кабине серийных тягачей, агрегатируемых с дорожным оборудованием, содержащим мощные источники акустической энергии, перечислен круг задач, решаемый в рамках диссертационной работы, а также приведе-

иы используемые методы оценки воздействия звуковых волн на кабину и воздушный объем в ней.

В первой главе "Состояние вопроса, цель и задачи исследований " показано негативное влияние воздушного шума на организм человека. Определены основные виды рабочего оборудования базового тягача типа Т-150К, дана краткая характеристика источников шума. Обоснован выбор объекта исследований - дорожной газоструйной снегоочистительной машины ТМ-59МГ, которая имеет в качестве рабочего органа отдельную энергетическую установку -отработавший летный ресурс турбореактивный двигатель (ТРД) ВК-1А с шеле-вым сопловым насадком, поэтому в процессе работы машины образуется мощный воздушный шум (до 120 дБА), который негативно воздействует на оператора.

Определены конструктивные особенности газоструйных снегоочистительных машин с точки зрения образования и распространения виброакустической энергии, позволяющие выделить их в особую группу рабочих машин, дана классификация видов шума газовых струй.

Обращено внимание на важный факт, что в технической акустике при исследовании и расчете виброакустических параметров машины различают шум, передающийся в точку приема от источников по воздушной окружающей среде - воздушный шум, и шум, распространяющийся по конструкциям машины в виде звуковой вибрации - структурный шум. Эти шумы условно считают образованными двумя раздельными источниками и рассматривают их условно независимыми. Данная диссертационная работа посвящена проблеме снижения воздушного шума в кабине колесного тягача.

На основании анализа литературных источников установлено, что основными взаимосвязанными источниками шума на газоструйных машинах являются ТРД и струя газа, истекающая с высокой скоростью из щели соплового насадка на бетонную поверхность под некоторым углом.

Приведены описания и аналитические зависимости для определения характеристик излучения звуковой энергии составных частей ТРД, таких как компрессор, турбина, камеры сгорания, а также подробно рассмотрен процесс излучения акустической энергии газовой струей при ее смешении с атмосферным воздухом на выходе из щелевого соплового насадка с косым срезом и взаимодействии с опорной поверхностью движения газоструйной снегоочистительной машины.

Дано описание основных способов снижения шума в кабинах: 1) снижение шума в источниках акустической энергии; 2) снижение шума по пути распространения; 3) уменьшение шума в точке приема.

Таким образом, в соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи исследований:

1. Провести экспериментальные акустические исследования газоструйной машины, определить наибольшие уровни звукового давления в 1/3-октавных полосах среднегеометрических частот и уровней звука в кабине и уточнить ме-

тодику расчета скорости истечения газовой струи из соплового щелевого насадка;

2. Определить влияние режима работы тягача на шум в кабине;

3. Провести анализ эффективных звукопоглощающих материалов, применяемых на транспорте, и установить возможность их использования в кабине тягача дорожной газоструйной машины;

4. Разработать эффективные звукопоглощающие конструкции и провести их акустические испытания;

5. Изготовить акустические интерферометры для определения коэффициента звукопоглощения в диапазоне частот 40... 16000 Гц;

6. Разработать математическую модель акустических процессов в замкнутом пространстве кабины и реализовать ее методом конечных элементов;

7. Разработать математическую модель технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора в кабине тягача, агрегагаруемого с дорожной газоструйной машиной.

Во второй главе "Определение звуковой мощности источника" разработана методика расчета уровня звуковой мощности перед кабиной при истечении струи газа из щели насадка, базирующаяся на физико-геометрических характеристиках газоструйной снегоочистительной машины, внешней характеристике ТРД и формуле Лайтхилла. Уточнено влияние косого среза щелевого насадка на скорость истечения газа, которая является одним из важнейших параметров в генерации шума газоструйной машины. При нормальных атмосферных условиях (температура и давление окружающего воздуха соответственно То=0 °С, р=101325 Па) скорость истечения газа из насадка 11^=344,66 м/с. Число Маха М=иг/Со=1.04 (где Со - скорость звука в воздухе). Установлено, что с уменьшением угла наклона косого среза насадка его расширительная способность увеличивается, и скорость истечения газа также увеличивается.

Звуковая мощность струи, истекающей из щели соплового насадка, определена по формуле Лайтхилла:

ргги8г -1-Ь РоСо

где рг, иг - плотность струи, кг/м3 и скорость ее истечения, м/с; р«, Со -плотность, кг/м3 окружающей воздушной среды при 0 °С и скорость распространения звука в ней, м/с также при 0 °С; 1, Ь - соответственно длина и высота щели, м, ]-Ь=Вэкв, здесь Вэкв - эквивалентный диаметр щели насадка при коэффициенте формы щели А=2Ь/1; к0 - коэффициент пропорциональности, увеличивающийся с ростом числа Маха. При скоростях истечения горячей струи и числе Маха 0,5<М<1,5 к(1=1,5-10~\

Предложена уточненная зависимость для определения звуковой мощности Ре, Вт вихревого шума в октавной или 1/3-октавной полосе частот, создаваемого при обтекании неподвижной поверхности движения газоструйной машины газовым потоком со скоростью иг:

, вт, о)

_ крДС^ЬУ иг6 -1 Ь

ГГ. - р 3 >

где к - безразмерный коэффициент, к и 1,5-10-5; С

х аэродинамический

коэффициент лобового сопротивления, может быть найден по формуле Пран-дтля-Шлихтинга: Сч= 0.455 (^Яе)~2 58; Ь - длина обтекаемой бетонной поверхности, м. Частота образования вихрей определяется числом Струхаля 5Ь=Уп/иг, (данное выражение используется при числах Рейнольдса Ле > 10'\ Пе = 11г1п/у, где V - кинематическая вязкость газа в выхлопной струе, м2/с.) Здесь 1п - характерный размер обтекаемой поверхности, м (в данном случае ширина захвата бетонной поверхности, 1„= 1); £ - среднегеометрическая частота октавной или 1/3-октавной полосы, Гц.

Уровень звуковой мощности струи Ьп, дБ на участке от среза щели соаю-вого насадка до соприкосновения с бетонной поверхностью находится по формуле

Ь^Ю^Д/РД (3)

где Ро - опорная звуковая мощность, Р0= 10~12 Вт.

Уровень звуковой мощности струи при обтекании бетонной поверхности Ьрг, дБ

ЬР2=101е(Р2/Р„), (4)

где Р2 - суммарная звуковая мощность по всем октавным или 1/3-октавным полосам частот, Вт.

Р:=£Рп- (5)

¡«1

Общий уровень звуковой мощности струи Ьрп, дБ

Ь,,,, =Ю^(Ю0-"-" +100'"-") (6)

С учетом влияния шума струи, расстояния до точки приема и угла направленности предложены формулы для определения звуковой мощности и звукового давления перед кабиной тягача газоструйной машины. Уровень звуковой мощности (перед кабиной) газоструйной машины Ьр, дБ, в которой шум струи преобладает в сравнении с другими источниками шума, рекомендуется определять по следующей формуле:

ЬР =ЬР|7-2О1ёК-0 + 1О1еФ, (7)

где Я - расстояние от точки приема до среза насадка, м; 0 = 11 дБ - поправка при излучении в пространство; 9 = 7 дБ - поправка при излучении в полупространство; 101дФ - поправка, соответствующая углу направленности шума в точке приема.

Общий уровень звукового давления, создаваемый шумом струи I.. дБ обычно находят из выражения

Ь =ЬР-101еБ, (8)

где 5 - площадь поверхности, окружающей источники шума газоструйной машины, м2. Данное уравнение дает приближенное соотношение между уров-

нем звуковой мощности и средним уровнем звукового давления, что позволяет определить уровень звуковой мощности, измеряя уровень звукового давления на воображаемой поверхности, окружающей машину.

В результате проведенного расчета показано, что в диапазоне 63... 16000 Гц в 1/3-октавных полосах частот с учетом коррекции по шкале "А" уровень звуковой мощности газоструйной машины 133,74 дБА, общий уровень звукового давления, создаваемый шумом струи 120,37 дБА.

В третьей главе "Экспериментальные исследования шума дорожной газоструйной машины " представлены результаты исследований на натурном образце на открытой площадке в свободном звуковом поле с целью определения уровней звукового давления (УЗД) перед кабиной и внутри кабины, выявления дискретных и 1/3-октавных полос частот, на которых уровень шума наибольший, а также дана оценка влияния режима работы тягача на шум в кабине от собственного двигателя и трансмиссии.

Измерение шума перед кабиной (у лобового стекла) и внутри кабины (в районе головы оператора с правой стороны), осуществлялось в соответствии с требованиями к условиям измерений ИСО 4872 и методам измерений И СО 6393-85. Также проведены тяговые испытания тягача типа Т-150К согласно ГОСТ 27247-87.

На основе полученных экспериментальных данных, полученных в ходе акустических и тяговых испытаний, построены спектры шума сплошные и в 1/3-октавных полосах частот и тяговая характеристика тягача, с наложенной на нее зависимостью звукового давления в кабине в функции силы тяги. Типовые спектры шума сплошного и в 1/3-октавных полосах частот у лобового стекла и внутри кабины тягача газоструйной машины представлены на рис. 1-3.

В частности, наибольшие значения уровня звукового давления (более 80 дБ) наблюдается в диапазоне частот 100..10000 Гц (сплошной спектр). Максимальные значения уровня звукового давления наблюдаются на дискретных частотах 175, 580, 950, 1650, 2130, 5000, 10050 Гц, что соответствует 1/3-октавным полосам частот 200, 630, 1000, 1600, 2000, 5000, 10000 Гц. Таким образом, зву-козащитный комплекс газоструйной машины должен проектироваться с учетом снижения уровня звукового давления на вышеперечисленных частотах 1/3-октавных полос. Установлено, что работа штатного двигателя тягача Т-150К не оказывает заметного влияния на общий шум в кабине и перед ней на фоне работы ТРД газоструйного агрегата. Режим работы тягача влияет на уровень звука в кабине только при отключенном ТРД.

Сравнивая полученные экспериментальные данные и результаты расчета для определения звукового давления, действующего на панели кабины, необходимо отметит^. их хорошую сходимость: в диапазоне 100... 10000 Гц в 1/3-ок-тавных полосах частот общий шум, полученный в результате расчета-118дБА, полученный в ходе эксперимента - 112 дБА, общий шум струи, погрешность составляет 5,8%.

Результаты тяговых испытаний представлены на рис. 4.

Ml AUTO SPEC CH.R У* 120:0dB /20 . О >j(J RMS X» GHz 12. 81« Hz LIN ----------#R■ 15

, ,.........

SETUP Ы2 120 -f—

MAIN V « 97.?dB X S SOQ9H»

TOTRL a 11б .9dB/YREF

И 2 RUTО SPEC СН.Й

У1 12 О.OdB /20.0wU RMS SOdB X* lOOHz TO lOkHz 1/3 OCT

SETUP W2 < 15

TOTftU « 116.7dB/YREF

12S

И4■ NOISE

Рис. 1. Сплошной и 1/3-октавный спектры шума перед кабиной при наклоне сопла к поверхности движения а=15°.

W1 AUTO SPEC CH.fl С 1 _J

Yi 12Q. OdB /-2С. OyU RMS 80dB

X с О Hz. + IS. 8kHz L1H SETUP U2 »fts 15

TOTAL t ll3.9dB""YREF

s

U2 AUTO SPEC CH.R

Yl 120.OdB /20.0^U RHS SOdB Xs ЮОНз TO tOkHz OCT

SETUP 142 #Я ■ 15

TOtftL l 114-3dB/YREF

N3. NOISE

Рис. 2. Сплошной и 1/3-октавный спектры шума внутри кабины при наклоне сопла к поверхности движения а=15°.

Рис. 3. Сплошной и 1/3-октавный спектры шума внутри кабины базового тягача па 1-й передаче при Т=10кН.

Т ►

Рис. 4. Тяговая характеристика базового тягача типа Т-150К и зависимость шума в кабине Ьр в функции силы тяги Т.

Наиболее важные параметры тяговой характеристики и шума в кабине представлены в табл. 1.

Табл. 1.

Характерные значения параметров тяговой характеристики Т-150К на первой передаче и шум в кабине

Параметры Численные значения

Скорость тягача на холостом ходу, м/с 1,10

Максимальная тяговая мощность МТт>х, кВт 48,00

Коэффициент буксования движителя 0.09

Сила тяги Ты , кН 50.00

Скорость трактора , м/с 0,98

Максимальная сила тяги по условиям сцепления движителя

с поверхностью движения Тф, кН 56,50

Максимальный шум в кабине Ьрта*, дБА 87,8

Как видно из графических зависимостей (рис. 4), тяговая мощность Ыт не остается постоянной, а имеет максимальное значение при силе тяги Ткттач^ЗО кН, что соответствует коэффициенту буксования колесного движителя 5мтпмх=0,09 на асфальтобетонной поверхности. Вместе с тем не остается постоянным уровень звука Ьр, его максимальное значение строго соответствует максимальной тяговой мощности. Данный факт является принципиальным и характерным для тяговых машин, что подтверждено результатами исследований на других дорожных машинах и положительным решением на выдачу патента РФ.

Анализируя 1/3-октавный спектр шума (рис. 3), необходимо отметить, что наибольшие амплитудные значения ЬР лежат в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 20...50 Гц, а максимальное значение Ьр - в Ш-октавной полосе 31,5 Гц. Частота вращения двигателя тягача £ = п / 60, здесь п - число оборотов коленвала двигателя, п=1850 об/мин. Тогда ^=30,83 Гц Данная частота находится в 1/3-октавной полосе со среднегеометрической частотой 31,5 Гц. Учитывая, что тягач Т-150К выпускается более 15 лет и его конструкция в целом хорошо отработана, дальнейшее снижение воздушного шума можно осуществить зз счет применения более эффективных звукопоглощающих покрытий пола, потолка и панелей кабины.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования звукопоглощающих материалов" представлены результаты исследований, целью которых являлись 1) поиск новых звукопоглощающих материалов (ЗПМ) на основе принципов бионики с последующим применением их в кабинах тяговых и транспортных

средств; 2) определение нормального коэффициента звукопоглощения конструкций.

На основании проведенных патентных исследований установлено, что наиболее эффективными, легкими и соответствующими требованиям по использованию в кабинах машин звукопоглощающими материалами являются сотовые конструкции. Геометрические параметры сотовых конструкций были приняты согласно характерным частотам, полученным при проведении акустических испытаний газоструйной машины. Рассматривались два вида сотовых звукопоглощающих конструкций: в первом случае сотовая ячейка играет роль резонатора Гельмгольца, а во втором случае сотовая ячейка выполняет функции камерного звукопоглотителя (рис. 5).

Получены аналитические зависимости для определения резонансной частоты и геометрических размеров сотовой ячейки, выполняющей роль резонатора Гельмгольца.

= I * 1 I ё 1 ,

Р ■убл/ЗрРя^а2-?' а ^бл/ЗрРл2'^'

___Ув ч

бТЗрРл2 а2 • £Р2' р(54л3ГР2'

где Гр - собственная частота резонатора, Гц; а - размер стороны ячейки, м; длина сотовой ячейки, м; ё - диаметр входного отверстия, м; р - плотность воздуха, кг/м5; V - объем резонатора, м3; р - коэффициент объемного сжатия воздуха. Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, есть модуль упругости Ео, Па, т.е. Ео=1/р [9], тогда Р=1/Ео. Для воздуха при адиабатическом процессе Ео=кр, здесь к=Ср/Су - адиабатическая постоянная (Ср, Су - теплоемкости воздуха, кДж/(кг-К) при постоянном давлении и объеме соответственно); р - абсолютное давление, Па. Тогда р=Су/(Ср-р).

По данным формулам проведен расчет параметров сотовой ячейки (резонатора Гельмгольца) при стандартных условиях. Размер стороны ячейки выбран с учетом технических условий на промышленные сотовые конструкции и литературных источников.

Для испытания сотовых звукопоглощающих конструкций изготовлены акустические интерферометры с целью измерения нормального коэффициента звукопоглощения на различных звуковых частотах. Характеристики интерферометров соответствуют ГОСТ 16297-80.

В результате проведенных испытаний получены численные значения нормального коэффициента звукопоглощения опытных сотовых конструкций при изменении их толщины, стороны шестиугольной сотовой ячейки, вида материала изготовления сот, глубины присоединенной камеры. Также, при испытании новых материалов и изделий, определен нормальный импеданс (акустическое сопротивление) образцов ЗПМ. Характеристики опытных звукопоглощающих материалов приведены в табл. 2.

А

Б

у—/. О У" \ О

о>-<о>-<° ■

о но>•••■< О >.....{ о )•■■■/ о )•■••<

и

Рис.5. Характеристики опытных сотовых конструкций. Л - резонатор Гельмгольца; Б - камерный звукопоглотитель. а тишина сотовой конструкции; б - сторона сотовой ячейки: в - глубина присоединенной камеры. 1 - сотовый заполнитель: 2 - входное отверстие сотового резонатора; 3 - стенка присоединенной камеры: 4 - присоединенная камера.

Табл. 2.

Характеристики опытных звукопоглощающих материалов.

№ п./п. Материал сотовой констр) киии. Размер стороны ячейки а. мм. Толщина сотовой конструкции t. мм. Глубина присоединенной камеры, мм. Резонансная частота fp, Гц Объем сотового резонатора V IO"', м'

1 Г 3 4 5 А 7

1. Бумага "Фекилон" ТУ ОП-81-07-27-80 2.5 10 4295,1775 1.6237977

2. .— " — — " — 15 — 3506.9977 2.4356965

3 — " — — " — 20 — 3037.1491 3.2475955

4. — " — — " — 25 — 2716.5087 4.0594944

5. — " — 4.2 15 — 2087.4986 6.8745101

6. — " — 5 15 — 1753.4987 9.7427856

7. Фольга АМГ-2Нл ТУ 48-21-169-83 2.5 14 — 3630.0874 2.2733168

8. Стеклоткань ЭЗ-100 ТУ 6-11-382-76 — " — 18 — 3201,4362 2,9228359

9. Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80 — " — 10 10 4295,1775 1,6237977

10. " . . 15 4295.1775 1,6237977

11. — — " — — " — 20 4295.1775 1.6237977

12. •• 25 4295.1775 1.6237977

13. — " — — " — 15 15 3506.9977 2.4356965

14. — " — — " — 20 20 3037.1491 3.2475955

15. — - — — ■• — 25 25 2716,5087 4,0594944

16. — " — 4.2 15 15 2087.4986 6.8745101

17. — " — 5 15 15 1753.4987 9.7427856

18. Фольга АМГ-2Нл ТУ 48-21-169-83 2.5 14 14 3630.0874 2,2733168

19. Стеклоткань ЭЗ-100 ТУ 6-11-382-76 2.5 18 18 3201.4362 2.9228359

На основе полученных экспериментальных данных построены спектрограммы в 1/3-октавных полосах частот.

В частности, на рис. 6 представлена зависимость нормального коэффициента звукопоглощения от частоты звука в 1/3-октавных полосах частот при различной толщине сотовой конструкции (без присоединенной камеры).

Сравнивая результаты испытаний сотовых звукопоглощающих конструкций с другими видами образцов ЗПМ, можно отметить, что все опытные образцы обладают более высокими звукопоглощающими параметрами и для подав--ляющего большинства 1/3-октавных полос нормальный коэффициент звукопоглощения более 0,9, т.е. излучаемая мощность звука поглощается в сотовых резонаторах более эффективно.

По результатам проведенного расчета коэффициентов звукопоглощения, случайная погрешность е(1о не превышает 5%.

Образец № 1 - - Омрачен №2 -Образец №3 Образец №4 |

Рис. 6 Зависимость ао от часюты звука Г, Гц в 1/3-октавных полосах частот при различной толщине сотовой конструкции (без присоединенной камеры).

В пятой главе "Численные исследования шума в кабине" обосновывается применение метода конечных элементов (МКЭ) для решения задачи прогнозирования и снижения акустических параметров газоструйной машины. Для выполнения численных исследований колебаний воздушной среды внутри кабины разработана плоская математическая модель, показанная на рис. 7.

V 4

Рвя - внешнее 1н\ковое давление

78 79 вО 91

Листы обшивки и звукопоглощающего материала

Рис. 1. Топологическая схема кабины тягача Т-150К

при аппроксимации ее конечными элементами.

Предложенная топологическая схема позволяет моделировать совместные колебания конструкции кабины и внутренней воздушной среды, вызванные внешним звуковым давлением в широком диапазоне частот, исследовать влияние характеристик обшивки и прокладки на уровень шума в кабине.

Численные исследования быстропеременных акустических процессов в кабине машины выполнялись по программному комплексу, который разработан во ВГАСА. Исследования проводились для внешнего воздействия в виде звукового давления, действующего на всю поверхность кабины и изменяющегося по гармоническому закону. Результаты расчетов представлены в виде графических зависимостей изменения звукового давления внутри кабины в функции времени действия возмущающей силы. Такие зависимости получены для различных расчетных точек топологической схемы для характерных частот для штатной кабины и кабины, облицованной сотовыми звукопоглощающими конструкциями. В частности, на рис. 8 представлена типовая зависимость звукового давления внутри кабины в точках у головы оператора на частоте 1000 Гц. Все номера расчетных точек, в которых определяются акустические параметры, на графиках показаны слева вверху. Кроме того, на графиках также показаны масштабы и шах / min значения параметров, а по оси абсцисс отложено время, соответствующее периоду действия возмущающей силы и разделенное на 100 интервалов. На основании полученных графических зависимостей составлена табл. 3, в которой представлены расчетные значения акустических параметров шума в кабине газоструйной машины.

Табл. 3.

Расчетные значения акустических параметров шума в кабине_

№ расчетной точки Звуковое давление Рвн. кГТа в расчетных точках на характерной МЗ-окгавнои частота fP. Гц

200 1000

штатная кабина кабина, облицованная сотовыми ЗПК штатная кабина кабина, облицованная сотовыми ЗПК

107 922-Ю"6 269-Ю"6 192-10 s 697-10"

183 332-Ю"6 717-Ю"1 425-10* 741-10

259 903-10"4 Ш-10"6 510-Ю"6 249-10-

НО 151-10 5 318-10"' 483-Ю"6 100 10*

186 226-10^ 101-10"* 503-10'"' шмо

262 179 10 ' 361-10* 206-10'' 119 Ш '

Среднее звуковое давление Рви ср. кПа 9.742-10-' 2.05283-кг" 6.745-10 4 7.4617-10 '

Уровень звукового давления Ьг. дБА 82.61 69.33 90,56 71.44

Снижение уровня ЧВУКОВОГО давления ДЬр. дБА 13.28 19.12

Материал изготовления сотовых ЗПК - Высоко-термостойкая бумага "Фснилои" (БФСК) ТУ ОП-81 -07-27-80 или импортная ÖNMara "Номекс" (тип 410 или 412). Размер стороны »чейки 38 мм. толщина 20 мм Высоко-термостойкая сл'мцга "Фенилон" (БФСК1 ТУ ОП-81-07-27-80 или импортная бумага "Номскс" (тип 410 или 412). Размер стороны ячейки 7 мм. толщина 20 мм.

Рис. 8. Звуковое давление Ьр, кПа внутри кабины, облицованной сотовыми конструкциями, в расчетных точках 107, 183, 259 в функции времени действия возмущающей силы РПц, Н на частоте ^.=1000 Гц.

\

Следует отметить, что при расчете уровня воздушного шума в кабине газоструйной машины не учитывался уровень шума, который связан с генерируемым панелями структурным шумом, поэтому в данном случае получены меньшие значения по сравнению с экспериментальными данными.

Результаты численных исследований показывают высокую эффективность использования сотовых конструкций дня снижения шума в кабине. В частности, общий шум в кабине снижается в пределах 13...22 дБА и на характерных 1/3- октавных частотах: 200 Гц - на 13 дБА; 1000 Гц - на 19 дБА.

В шестой главе "Технико-экономическая оптимизация звукозащиты и оценка социально-экономической эффективности снижения шума на газоструйной машине" представлена методика технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора в кабине с использованием сотовых звукопоглощающих материалов.

Для составления математической модели задачи выполнено следующее:

1. Введен критерий - в данном случае за критерий принимается снижение общего шума в кабине ДЬр, за счет поглощения звука на ь-ой частоте в 1/3-ок-тавной полосе в зависимости от площади сотовой конструкции;

2. Обозначены искомые величины как переменные - для каждой пары сочетания ЗПМ и занимаемой им площади принимается Хц, где j - номер занимаемой площади (столбцы); 1 - номер ЗПМ (строки);

3. Составлены ограничения, т.е. зависимость между переменными. В этой связи на все искомые переменные Ху наложены принципиально важные ограничения: во-первых, все эти переменные в результате решения не могут принимать никаких других значений, кроме 1 и 0; во вторых принимается, что

{1, если 1-я конструкция занимает.¡-ю площадь;

(10)

0-в противном случае.

На основании численных исследований на ЭВМ с использованием МКЭ составлена табл. 4, где критерием является уровень снижения шума в кабине -ДЬр, который представлен в верхней части каждой клетки.

Для составления ограничения, принято условие, что 1-я сотовая конструкция одновременно может быть установлена либо на площади, обозначенной цифрой 1, либо 2 и т.д., т.е. сумма всех переменных в табл. 4 по первой строке равна единице. Аналогично для второй и последующих строк.

х11+х12+... + хП0=1, (11)

Соответстветю для площади, обозначенной цифрой 1 (первый столбец): хп+х21 + ... + хШ1 =1. (12)

Аналогично для второго и последующих столбцов.

Матрица исходных данных для оптимизации звукопоглощения в кабине

Табл. 4.

№ ЗПМ (¡) 1/3-октавы, Гц Площадь, занимаемая ЗПМ, иг Ш

1 5^0,153 2 5,=0,237 3 5^0,378 4 Б;=0,426 5 5;=0,474 6 8;=0,520 7 5;=0,568 8 9 5/=0,662 10 8^0,710

1 160 ДЬр1,=0,40 с„=1,76 XI1 0,60 2,73 0,90 4,35 1,60 4,90 2,30 5,45 Х]5 2,40 6,00 2,40 6,53 2,60 7,07 2,80 7,61 3,00 8,17 XI10

2 200 0,50 1,76 0,70 2,73 1,00 4,91 1,50 5,54 2,00 6,16 2,25 6,76 2,50 7,38 2,70 8,00 3,00 8,61 3,50 9,23

3 250 0,60 2,83 0,65 4,38 0,95 7,00 1,40 7,90 1,90 8,77 2,30 9,62 2,60 10,51 2,70 11,38 2,90 12,25 3,20 13,14

4 315 0,45 4,44 0,50 6,87 0,80 10,96 1,45 12,35 1,80 13,75 2,00 15,10 2,50 16,47 2,65 17,84 2,90 19,20 3,30 20,60

5 400 0,50 7,86 Х51 0,55 12,18 0,70 19,43 1,55 21,90 1,85 24,36 2,35 26,73 2,55 29,20 2,80 31,61 3,20 34,03 3,40 36,49 Х510

6 . 500 0,65 11,32 0,75 17,54 0,85 28,00 1,40 31,52 1,95 35,10 2,45 38,50 2,65 42,03 2,90 45,50 3,25 49,00 3,40 52,54

7 630 0,55 17,75 0,80 27,50 0,75 43,85 1,65 49,42 2,40 55,00 2,55 60,32 2,75 65,90 2,85 74,34 3,35 76,80 3,45 82,36

8 800 0,70 25,50 0,85 39,50 0,95 63,00 1,70 71,00 2,50 79,00 2,60 86,63 2,85 94,63 2,95 102,46 3,40 110,30 3,55 118,30

9 1000 0,50 52,02 1,00 80,60 1,50 128,50 2,00 144,84 2,50 161,16 2,75 176,80 3,00 193,12 3,50 209,10 3,75 225,08 4,00 241,40

10 4000 0,75 407,90 х|01 1,20 631,84 1,45 1007,75 1,80 1135,72 2.45 1263,65 xi05 2,80 1386,32 3,20 1514,29 3,55 1639,60 3,80 1764,90 3,95 1892,86 Хюш

ю

Примечание: 8ЗПМ = ^^ = 4,743 м2 . Н

а

В рассматриваемой задаче о назначениях, где число сотовых конструкций п=10 и число возможных площадей, покрываемых сотовыми конструкциями также п=10, возможное число допустимых решений определяется по формуле

N = п! (13)

В данном случае число вариантов допустимых решений N=36288000. Для того чтобы из возможных решений выбрать лучшее, установлено, что оптимальным вариантом считается тот, при котором поглощение общего шума в кабине будет наибольшим. Следовательно, целевая функция должна быть выражена следующей зависимостью

Р = 0,4хм + 0,6х1г +0,9х13 + ...+ 0,75х1О] -к..+ 3,95хш|0 -» шах, (14)

где коэффициенты перед переменными - оценки уровня снижения шума в кабине для каждой пары, взятые из табл. 4.

В общем случае математическая модель задачи о назначениях имеет вид:

П I»

ГЛЧХ„ тах

1

1=1 .1 = 1,П а)

п и 1=Гп б)

п 'згм 3 = 1,П в)

>1

где 1 - номер сотового ЗПМ; j - номер площади, занятой соответствующим сотовым ЗПМ; Бзпм - плошадь кабины для установки звукопоглошаюше! о материала; Б, - площадь, занимаемая отдельным ЗПМ. Величина ДЬр1, принята из матрицы условий задачи (табл. 4); условие (а) означает, что каждая 1-я конструкция ЗПМ может занимать только одну ,)-ю площадь; условие (б) означает, что каждая у-я площадь может быть использована только под одну 1-ю конструкцию ЗПМ; выражение (в) - граничное условие, определяющее предельное конкретное значение суммарной площади панелей кабины, которая может быть облицована различными по конструкции звукопоглощающими материалами; - целевая функция, определяющая максимальное значение технического параметра (максимальное значение снижения уровня звукового давления в кабине за счет применения сотовых звукопоглощающих конструкций).

Используя типовые программы для ЭВМ для задач о назначениях, получены решения задачи учетом погрешности вычисления ±0.05 дБА. Если допустить разброс максимальных значений с погрешностью ±0,1 дБА, то число полученных уравнений достигает нескольких десятков и даже сотен.

Однозначно задача технико-экономической оптимизации решена на втором этапе при введении новой целевой функции и новых граничных условий. В общем виде в этом случае математическая модель представляется следующими выражениями

F2 = С -> min

3 = а) (16)

j-i

» п

Fi=£ ^al^x. =Flmjs б)

¡.I

где F2 - новая целевая функция, определяющая наименьшее значение стоимости облицовки кабины ЗПМ; Выражение (а) - ограничение; Fi - технический параметр, представляющий собой граничное условие. В данном случае Fimax=22 дБА - выражение (б).

Результаты оптимизации показывают, что максимальное снижение воздушного шума в кабине достигает 22 дБА при наименьшей стоимости используемого сотового ЗПМ - 2234 руб.

Применение мероприятий, связанных с установкой звукозащиты дает экономический эффект 1507 руб/год, влечет за собой снижение шума в кабине на 20% и позволяет добиться социального эффекта за счет меньшей заболеваемости оператора.

В приложении приведены патентные исследования звукопоглощающих материалов, конструкций и средств для снижения воздушного шума; результаты акустических испытаний опытных сотовых звукопоглощающих конструкций; технический акт внедрения научно-исследовательской работы; описание изобретений; диплом участника выставки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена методика расчета уровня звуковой мощности перед кабиной при истечении струи газа из насадка газоструйной снегоочистительной машины, базирующаяся на физико-геометрических характеристиках машины, внешней характеристике ТРД и формуле Лайтхилла.

2. Установлены характерные дискретные и в 1/3-октавных полосах частоты, на которых шум перед кабиной наибольший и лежит в пределах 90... 112 дБА. В частности, при наклоне соплового насадка на 15° наибольшие УЗД имеют место на частотах 175, 580, 950,1650, 2130, 5000, 10050 Гц, что соответствует 1/3-октавным полосам частот 200, 630, 1000, 1600, 2000, 5000, 10000 Гц. Таким образом, звукозагцитный комплекс машины должен проектироваться с учетом снижения уровня звукового давления на вышеперечисленных частотах 1/3-окгавных полос.

3. Определен характерный режим работы базового тягача, при котором шум в кабине наибольший. Этот режим соответствует наибольшей тяговой мощности, когда отсутствуют более мощные источники акустической энергии, чем собственный дизельный двигатель.

4. В соответствии с проведенными патентными исследованиями определены, разработаны и изготовлены эффективные звукопоглощающие материалы на основе сотовых конструкций для внутренней облицовки кабины машины, в основу которых положены принципы резонатора Гельмгольца и камерного зву-копоглотителя. Для определения нормального коэффициента звукопоглощения аов диапазоне частот 40... 16000 разработаны и изготовлены акустические интерферометры с учетом требований ГОСТ 16297-80.

5. Предложены формулы для расчета геометрических параметров сотовых звукопоглощающих конструкций, в которых соты выполняют функции резонаторов Гельмгольца. На основании результатов исследований установлено, что наибольшим эффектом обладают сотовые конструкции, выполненные из высоко-термостойкой бумаги "Фенилон" (БФСК) ТУ ОП-81-07-27-80 или импортной бумаги "Номекс" (тип 410 или 412) и стеклоткани марки ЭЗ-100 по ТУ 611-382-76 в диапазоне от 63 до 16000 Гц в 1/3-октавных полосах частот.

6. Толщина сотовой конструкции оказывает существенное влияние на поглощение звука на частотах более 4 кГц. Размер стороны сотовой ячейки оказывает существенное влияние на частотах более 4 кГц, при этом ао изменяется от 0,920 до 0,995.Влияние глубины присоединенной камеры в основном проявляется в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 125, 8000 и 12500 Гц.

7. Разработана уточненная методика численных исследований на основе МКЭ шума в кабине при ее облучении звуковой волной, генерируемой струей газа, истекающей из насадка газоструйной снегоочистительной машины. Разработана топология кабины, включая внутреннюю воздушную среду.

8. Результаты численных исследований показывают высокую эффективность использования сотовых конструкций для снижения шума в кабине. В частности, общий шум в кабине снижается в пределах 13...22 дБА. Наибольшем эффективностью снижения общего шума в кабине на характерных частотах обладают звукопоглощающие сотовые конструкции, выполненные из высокотермостойкой бумаги "Фенилон" (БФСК) ТУ ОП-81-07-27-80 или импортной бумаги "Номекс" (тип 410 или 412). Размер стороны ячейки 2,5 мм, толщина 20 мм.

9. Разработана методика и математическая модель технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора в кабине с использованием сотовых звукопоглощающих материалов. Результаты оптимизации показывают, что максимальное снижение воздушного шума в кабине достигает 22 дБА при наименьшей стоимости используемого сотового ЗПМ 2234,38 руб.

10. Применение мероприятий, связанных с установкой звукозащиты дает экономический эффект 1507 руб/год, влечет за собой снижение шума в кабине на 20% и позволяет добиться социального эффекта за счет меньшей заболеваемости оператора.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. A.C. № 2141064 RU, МКИ F16F1/36. Амортизатор. / Ю.Ф. Устинов, В.А. Муравьев, В.Н. Бочаров, М.В. Чернов, P.C. Шаманин (Россия). -№ 98117829/28; заявлено 29.09.98; опубл. 10.11.99,Бюл. № 31.

2. Решение о выдаче патента РФ на изобретение. МКИ G01H11/00. Способ определения наибольшего уровня шума на рабочем месте оператора колесных тяговых машин. / Ю.Ф. Устинов, М.В. Чернов и др., Воронежская государственная архитектурно-строительная академия.

№ 98123157/28 (025256); заявлено 21.12.98.

3. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Виброакустическая динамика тягача с колесной формулой 4x4. // Изв. Вузов. Строительство, 1998,- №7. -с. 112-117.

4. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Влияние скачка уплотнения газовой струи на звуковую вибрацию. // Экологический вестник Черноземья, вып.6. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1998. С. 47-56.

5. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Основные источники и спектры шума газоструйной машины ТМ-59 МГ. // Труды 2-й междун. конф. "Высокие технологии в экологии". 19-21 мая, 1999г., Воронеж, Россия, с. 379-382.

6. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Прогнозирование шума газоструйных машин. // Экологический вестник Черноземья, вып.6. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1998. С. 40-47.

7. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Виброакустические испытания газоструйной машины ТМ-59МГ. // Мат-лы междун. научно-технич. конференции "йнтерстроймех-98". Воронеж, ВГАСА, 1998. - с. 174-176.

8. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Комплекс для исследования виброакустических характеристик упругих элементов в опорных связях динамических систем. // Мат-лы междун. научно-технич. конференции. "Интерстроймех-98". Воронеж, ВГАСА, 1998. - с. 178-179.

9. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Результаты виброакустических испытаний упругих элементов различной формы. // Мат-лы междун. научно-технич. конференции. "Интерстроймех-98". Воронеж, ВГАСА, 1998. - с. 176-177

10. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Волков Н.М. Виброакустика легкого автогрейдера. // Экологический вестник Черноземья. Вып. 10. Воронеж, РЦ "Менеджер", 2000. С. 58-63.

11. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Кондауров Ю.А. Шум и вибрация автогрейдера типа ГС-14.02. // Экологический вестник Черноземья. Вып.7. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1999.

12. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Результаты виброакустических исследований колесного трактора Т-150К. // Изв. Вузов. Строительство, 1999. - №6. - с. 107-110.

Введение.

Состояние вопроса, цель и задачи исследований.

Влияние шума на здоровье операторов дорожных машин.

Характеристика источников шума.

Основные источники и пути распространения виброакустической энергии на газоструйной снегоочистительной машине.

Методы и средства снижения шума в кабине

Выводы.

Цель и задачи исследований.

Определение звуковой мощности источника.

Расчет скорости истечения газа из насадка.

Расчет звуковой мощности газовой струи и определение звукового давления, действующего на панели кабины.

Выводы.

Экспериментальные исследования шума дорожной газоструйной машины.

Методика проведения лабораторно-полевых исследований.

Обработка опытных данных и оценка погрешности результатов лабораторно-полевых исследований.

Результаты акустических и тяговых испытаний.

Выводы.

Экспериментальные исследования звукопоглощающих материалов.

Методика проведения лабораторных исследований.

Обработка опытных данных и оценка погрешности результатов лабораторных исследований.

Результаты исследования звукопоглощающих материалов.

Выводы.

Численные исследования шума в кабине.

Методика прогнозирования акустических процессов в кабине газоструйной машины при силовом возмущении.

Конечные элементы и топология кабины.

Результаты расчета и их анализ.

Выводы.

Технико-экономическая оптимизация звукозащиты и оценка социально-экономической эффективности снижения шума на газоструйной машине.

Технико-экономическая оптимизация звукозащиты в кабине сотовыми звукопоглощающими конструкциями.

Расчет социально-экономической эффективности снижения шума на газоструйной машине.

Выводы.

Исследования отечественных и зарубежных ученых показывают, что воздействие шума оказывает негативное влияние на организм человека, так как вызывает функциональные расстройства нервной, сердечно-сосудистой, и желудочно-кишечной систем, повышает общую заболеваемость. При этом повышенный шум ухудшает условия и качество труда. Установлено, что высокие уровни шума в отдельных случаях снижают производительность труда на 15— 20%.

Звукозащита окружающей среды обитания человека вообще и операторов рабочих машин в частности - один из эффективных методов борьбы с шумом, которому в нашей стране и за рубежом посвящено большое количество исследований. Значительный вклад в проблему борьбы с шумом в пром ы шлен ности, на транспорте и различных отраслях машиностроения внесли ученые России и других стран: И.И. Боголепов, В.И. Заборов, Н.И. Иванов, М.Н. Исакович, И.И Клюкин, В.Н. Луканин, A.C. Никифоров, Г.Л. Осипов, Б.Д. Тартаковский, Ю.Ф. Устинов, Е.Я. Юдин, Л. Беранек, К. Вестфаль, Л. Кремер, М. Лайтхилл, Е. Майер, М. Хекль, и др.

В последние десятилетия накоплен значительный экспериментальный материал, созданы фундаментальные теории звукозащиты, однако общее развитие науки и создание мощных вычислительных средств открывают новые возможности в борьбе с шумом на рабочих машинах.

Среди разнообразных видов дорожных машин в особую группу выделяются машины патрульной очистки дорог от свежевыпавшего снега, предназначенные также для удаления наледи и снежного наката с дорожного покрытия. Отличительной особенностью высокопроизводительных газоструйных машин является использование выхлопных газов турбо-реактивных двигателей (ТРД). При этом образуется мощный воздушный шум (до 120 дБ А), который негативно воздействует на оператора. Следовательно, вопросы, связанные со снижени5 ем шума в кабине тягача, агрегатируемого с дорожным рабочим оборудованием, содержащим мощные источники акустической энергии, выдвигаются на передний план, так как направлены на безопасность жизнедеятельности, а поэтому приобретают значимость и актуальность [20, 51]. В этой связи отечественными и зарубежными учеными решены многие задачи по звукоизоляции источников шума механического и аэродинамического происхождения, представляющие интерес для практики, но в случае использования ТРД на летательных аппаратах. Однако, применение ТРД, выработавших свой летный ресурс, в газоструйных машинах ставит совершенно новые задачи по звукоизоляции кабин серийных тягачей, которые для работы с газоструйной установкой не предназначены, поэтому в кабине уровень шума достигает 110. 120 дБ А, хотя требованиями ГОСТ шум не должен превышать 80 дБА [8,28, 37,40-42, 83,109].

Целью данной работы является снижение воздушного шума в кабине тягача, агрегатируемого с дорожным рабочим оборудованием, содержащим мощные источники шума, до приемлемого уровня на основе разработки уточненной методики прогнозирования шума с использованием численных методов исследований и применения нетрадиционных звукопоглощающих материалов.

На основании поставленной цели, определен круг задач, охватывающий поиск нетрадиционных звукопоглощающих материалов, испытание их в лабораторных условиях, разработка математической модели распространения звука в замкнутом объеме кабины и ее реализация методом конечных элементов, проведение лабораторно-полевых исследований на натурном образце машину, разработка практических рекомендаций и др.

Перечисленный комплекс задач в общем случае сводится к задаче звуко-защиты оператора и может быть сформулирована как задача нахождения отклика динамической системы в виде поля распределения звукового давления по объему кабины.

Оценить воздействие звуковых волн на кабину и воздушный объем в ней возможно различными методами. 6

Во-первых, экспериментально, путем воздействия звуковой волны, генерируемой ТРД и процессом истечения струи газа из соплового насадка газоструйной машины, при этом трудоемкость затрат на такие испытания чрезвычайно высока, так как только расход топлива ТРД составляет около 3 т/ч.

Во-вторых, теоретически на основе предлагаемой математической модели, адекватно отражающей процесс распространения звуковой энергии в замкнутом объеме кабины. Данный метод, основанный на методе конечных элементов, в последние годы широко используется в мировой практике в связи с появлением мощных ЭВМ.

В-третьих, экспериментально-теоретически. В этом случае отклик в кабине на действие звуковых волн, падающих на панели кабины, определяется расчетным путем, а математическая модель строится на основании результатов экспериментальных акустических исследований.

В данной работе используются все перечисленные методы, так как необходимо получить оценку эффективности звукозащиты оператора машины на стадии проектирования.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы из 160 наименований и пяти приложений. Работа содержит 220 страниц сквозной нумерации, включая 31 рисунок, 54 таблицы и 69 страниц приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена методика расчета уровня звуковой мощности перед кабиной при истечении струи газа из насадка газоструйной снегоочистительной машины, базирующаяся на физико-геометрических характеристиках машины, внешней характеристике двигателя и формуле Лайтхилла.

2. Установлены характерные дискретные и в 1/3-октавных полосах частоты, на которых шум перед кабиной наибольший и лежит в пределах 90.112 дБА. В частности, при наклоне соплового насадка на 15° наибольшие УЗД имеют место на частотах 175, 580, 950, 1650, 2130, 5000, 10050 Гц, что соответствует 1/3-октавным полосам частот 200, 630, 1000, 1600, 2000, 5000, 10000 Гц. Таким образом, звукозащитный комплекс машины должен проектироваться с учетом снижения уровня звукового давления на вышеперечисленных частотах 1/3-октавных полос.

3. Определен характерный режим работы базового тягача, при котором шум в кабине наибольший. Этот режим соответствует наибольшей тяговой мощности, когда отсутствуют более мощные источники акустической энергии, чем собственный дизельный двигатель.

4. В соответствии с проведенными патентными исследованиями определены, разработаны и изготовлены эффективные звукопоглощающие материалы на основе сотовых конструкций для внутренней облицовки кабины машины, в основу которых положены принципы резонатора Гельмгольца и камерного зву-копоглотителя. Для определения нормального коэффициента звукопоглощения в диапазоне частот 40. 16000 разработаны и изготовлены акустические интерферометры с учетом требований ГОСТ 16297-80.

5. Предложены формулы для расчета геометрических параметров сотовых звукопоглощающих конструкций, в которых соты выполняют функции резонаторов Гельмгольца. На основании результатов исследований установлено, что наибольшим эффектом обладают сотовые конструкции, выполненные из высоко-термостойкой бумаги "Фенилон" (БФСК) ТУ ОП-81-07-27-80 или импорт

137 ной бумаги "Номекс" (тип 410 или 412) и стеклоткани марки ЭЗ-100 по ТУ 6 11-382-76 в диапазоне от 63 до 16000 Гц в 1/3-октавных полосах частот.

6. Толщина сотовой конструкции оказывает существенное влияние на поглощение звука на частотах более 4 кГц. Размер стороны сотовой ячейки оказывает существенное влияние на частотах более 4 кГц, при этом ао изменяется от 0,920 до 0,995 .Влияние глубины присоединенной камеры в основном проявляется в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 125, 8000 и 12500 Гц.

7. Разработана уточненная методика численных исследований на основе МКЭ шума в кабине при ее облучении звуковой волной, генерируемой струей газа, истекающей из насадка газоструйной снегоочистительной машины. Разработана топология кабины, включая внутреннюю воздушную среду.

8. Результаты численных исследований показывают высокую эффективность использования сотовых конструкций для снижения шума в кабине. В частности, общий шум в кабине снижается в пределах 13.22 дБА. Наибольшей эффективностью снижения общего шума в кабине на характерных частотах обладают звукопоглощающие сотовые конструкции, выполненные из высокотермостойкой бумаги "Фенилон" (БФСК) ТУ ОП-81-07-27-80 или импортной бумаги "Номекс" (тип 410 или 412). Размер стороны ячейки 2,5 мм, толщина 20 мм.

9. Разработана методика и математическая модель технико-экономической оптимизации звукозащиты оператора в кабине с использованием сотовых звукопоглощающих материалов. Результаты оптимизации показывают, что максимальное снижение воздушного шума в кабине достигает 22 дБА при наименьшей стоимости используемого сотового ЗПМ 2234,38 руб.

10. Применение мероприятий, связанных с установкой звукозащиты дает экономический эффект 1507 руб/год, влечет за собой снижение шума в кабине на 20% и позволяет добиться социального эффекта за счет меньшей заболеваемости оператора.

138

1. Патент № 2141064 RU, МКИ F16F1/36. Амортизатор- / Ю.Ф. Устинов, В.А. Муравьев, В.Н. Бочаров, М.В. Чернов, P.C. Шаман и н (Россия). -№ 98117829/28; заявлено 29.09.98; опубл. 10.11.99, Бюл. № 31.

2. A.C. № 1813890 SU, МКИ F01N1/10. Глушитель шума. / Ю.Ф. Устинов и В . А, Муравьев (СССР). №4913730/06; заявлено 21.02.91; опубл. 07.05.93, Бюл. №17.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Гос. изд. физ-мат. литературы, 1960. 716 с.

4. Авиационная акустика. / Под ред. А,Г. Мунина, В.Е. Квитки. М.: Наука, 1981,-208 с.

5. Авиационная акустика. / Под ред. А.Г. Мунина. М.: Машиностроение, 1986. 4.1. -248 е.; 4.2. -264 с.

6. Актуальные вопросы профилактики и неблагоприятного воздействия шума и вибрации. Тез. докл. Всесоюзн. совещ. 11-13 ноября, 1981. — М., 1981.-169 с.

7. Акустическая спектрометрия (методы и аппаратура спектрального анализа). -Л.: Энергия, 1972. 136 с.

8. Алексеев С.П., Казаков А.М., Колотилов H.H. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. М.: - Машиностроение, 1970. -208 с.

9. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1987. - 414 с.

10. Артоболевский И.И., Боровницкий М.Д., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. — М.: Паука, 1979. 295 с.

11. И. Афанасьев А.А, Матренинский С.И., Петреня E.H. Эффективность применения импульсного глубинного уплотнения с упругим пластинчатым излучателем // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. — 1990. — №1. С. 79-84.

12. Аэрогидромеханический шум в технике. / Пер. с англ. / Под ред. Р. Хиклинга. М.: Мир, 1980. 336 с.

13. Аэродинамика в вопросах и задачах. / Под ред. Н.Ф. Краснова. М.: Высшая школа, 1985. 760 с.

14. Аэродинамика закрученной струи. / Под ред. Р.Б. Ахмедова. М.: Энергия, 1977. 240 с.

15. Аэродинамика турбин и компрессоров. / Пер. с англ. / Под ред. У.Р. Хауторна. М.: Машиностроение, 1968 г. 743 с.

16. Бесселинг И.Ф. Методы конечных элементов. // Механика деформируемых твердых тел. Сборник статей. / Пер. с англ. В.В. Шлимана / Под ред. Г.С. Шапиро. М.: Мир, 1983. - С.22-51.

17. Биджиев Р.Х., Петранин A.A., Петреня E.H. Динамический расчет балочных мостов на действие звуковой ударной волны II Сер. Строительная механика и расчет сооружений. 1992. - №3. - С. 53-58.

18. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. Л.: Судостроение, 1986. -368 с.

19. Борискин О.Ф., Кулибаба В.В., Репецкий О.В. Конечноэлементный анализ колебаний машин. Иркутск; Изд-во Иркутск, ун-та, 1989. - 144 с. Борисов Л.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. - 254 с.

20. Бояршинов C.B. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973.-456 с.

21. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. — М.: Наука, 1978. -399 с.

22. Веденянин Г.В. Общая методика экспериментального исследования иобработка опытных данных. М.: Колос, 1978. - 199 с.

23. Власов А.Д., Мурин Б.П. / Справочник: Единицы физических величин внауке и технике. М.: Энертоатомиздат, 1990. - 176 с.

24. Воеводин Е.В. Численные методы алгебры. Теория и алгоритмы. М.:1. Наука, 1966.-248 с.

25. Вожжова А.И., Захаров В.К. Защита от шума и вибрации на современных средствах транспорта. Л.: Медицина, 1968. - 128 с. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. - М.: Мир, 1984. 428 с.

26. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.141

27. ГОСТ 12.1.024-81, ГОСТ 12.1.025-81. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в реверберационной и заглушённой камерах. Точный метод.

28. ГОСТ 12.1.026-80 ГОСТ 12.1.028-80. Шум. Методы определения шумовых характеристик источников шума.

29. ГОСТ 12.1.029-80. Средства и методы защиты от шума: классификация.

30. ГОСТ 12.1.050-86. Методы измерения шума на рабочих местах.

31. ГОСТ 12.2.011-75. Машины строительные и дорожные. Общие требования безопасности.

32. ГОСТ 12.2.033-78. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования.

33. ГОСТ 16297-80. Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие. Методы испытаний.

34. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.

35. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.

36. ГОСТ 19358-85. Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений.

37. ГОСТ 23941-79. Шум. Методы определения шумовых характеристик: Общие требования.

38. ГОСТ 27247-87 (ИСО 7464-83). Машины землеройные. Метод определения тяговой характеристики.

39. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.

40. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1996 году". М.: Центр международных проектов, 1997. 510 с.

41. Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения. Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 224 с.

42. Дорожные машины. 4.1 / Машины для земляных работ /. Ч. П. / Машины для устройства дорожных покрытий. / Т.В. Алексеева, К.А. Артемьев, А.А. Бромберг, Р.И. Войцеховский, Н. А. Ульянов. М.: Машиностроение, 1972. - 504 с.

43. Дроздова Л.Ф. Исследования по снижению шума СДМ звукоизолирующими капотами: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Л.: 1981. - 207 с.

44. Ершов Н.Ф., Шахверди Г.Г. Метод конечных элементов в задачах гидродинамики и гидроупругости. Л.: Судостроение, 1984. — 240 с. Жигулев В.Н., Киркинский А. И. Общие свойства волн: элементы акустики. - М.: МФТИ, 1981. - 69 с.

45. Заборов В.И. Расчет звукоизоляции при непостоянном шуме. Доклады IX Всесоюзной акустической конференции. М.: АН СССР, 1977. -С.61-64.

46. Звукоизолирующие, звуко- и вибропоглощающие материалы: Каталог. Северодонецк: ВНИИТБХП, 1979. 61 с.

47. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы. / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Изд. литературы по строительству, 1966.-247 с. Звукопоглощающие материалы и конструкции. Справочник. М.: Связь, 1970.-48 с.

48. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -239 с.

49. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. М.: Транспорт, 1987. - 223. с.

50. Изак Г.Д., Гомзиков Э.А. Шум на судах и методы его уменьшения. М.: Транспорт, 1987. - 303 с.

51. Испытательная техника: Справочник: в 2-х кн. / Под ред. В.В. Клюева. М,: Машиностроение, 1982. Кн. 1. - 528 е., кн.2. - 560 с. Карпов Ю.В., Дворянцева Л.А. Звукопоглощающие материалы и конструкции. - М.: НИИТЭХИМ, 1981. - 18 с.

52. Юпокин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л. г Судостроение, 1971. - 416 с.

53. Колесников А.Е. Шум и вибрация. Л.: Судостроение, 1988. - 248 с. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. -М.; Наука, 1984. - 400 с.

54. Кузьмин Г.А. Конструирование авиационных двигателей. М.: Оборон-гиз, 1962. 414 с.

55. Кулагин И.И. Теория авиационных двигателей. — М.: Гос. Изд. Оборонной промышл., 1958. 479 с.

56. Лагунов Л.Ф. Борьба с шумом компрессорных установок. Обзор. М. ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1977. 52 с.

57. Лагунов Л.Ф., Осипов ГЛ. Борьба с шумом в машиностроении. М.: Машиностроение, 1980. - 150 с.

58. Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1979. 288 с.

59. Лихачев B.C. Испытания тракторов. — М.: Машиностроение, 1974. -286 с.

60. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. - 848 с. Лопашев Д.З., Осипов ГЛ., Федосеева E.H. Методы измерения и нормирования шумовых характеристик. — М.: Изд-во стандартов, 1983. -230 с.

61. Луканин В.Н. Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания. -М., 1971.-271 с.

62. Максимов В.П., Егоров И.В., Карасев В.А. Измерение, обработка и анализ быстропеременных процессов в машинах. М. : Машиностроение, 1987. - 208 с.

63. Малиновский Е.Ю., Гайцгори М.М. Динамика самоходных машин с шарнирной рамой. М.: Машиностроение, 1975. - 184 с. Мероприятия по снижению шума от строительных машин. ЦНИИС Госстроя СССР. Обзор. -М., 1976. - 48 с.

64. Методические рекомендации по проектированию звукоизоляции машин: ВЦНИИОТ ВЦСПС. -М., 1982. 58 с.

65. Молоканов К.П., Соколик Л.И. Влияние производственной вибрации на костно-мышечну ю систему. М.: Медицина, 1975. - 208 с. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. Аэродинамические источники шума. - М.: Машиностроение, 1977. - 288 с.

66. Мэрвин Е. Голдстейн. Аэроакустика. / Пер. с англ. P K. Каравасова и Г.П. Караушева. / Под ред. А.Г. Мунина. М.: Машиностроение, 1981. -249 с.

67. Новые вибропоглощающие материалы и покрытия и их применение в промышленности. / Под ред. A.C. Никифорова. Л.: Знание, 1980. -100 с.

68. Петреня E.H., Петранин A.A. Вычислительный комплекс программ "ИМПУЛЬС". / Информационный листок №429-90. Воронеж: Воронежем ЦНТИ, 1990. - 2 с.

69. Поливаев О.И. Снижение динамических нагрузок в машинно-тракторных агрегатах за счет упругодемпфирующих приводов ведущих колес. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн. наук. Воронеж: ВГАУ, 1996. - 40 с.

70. Порядков В.И. Пути измерения уровней вибрации и механического шума механизмов и машин. // Вестник машиностроения, 1989. — №11. — С. 20-23.

71. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник в 2-х кн. / Под ред. В В. Клюева. М.: Машиностроение, 1978. -432 с.146

72. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. -М.: Наука, 1984. -432 с.

73. Разумовский М. А. Борьба с шумом на тракторах. Минск: Наука и техника, 1973. - 206 с.

74. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. / Под общ. ред. K.M. Великанова. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 448 с.

75. Рекомендации по расчету и проектированию звукоизолирующих ограждений машинного оборудования. / НИИСФ. М.: Стройиздат, 1989. -56 с.

76. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства газов: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 288 с.

77. Руководство i/o измерению и расчету акустических характеристик звукопоглощающих материалов. М.: Стройиздат, 1979. - 120 с.

78. Рушимский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.-205 с.

79. Скучик Е. Основы акустики. / Пер. с англ. М.: Мир, 1976. - Т.1. -520 е., Т.2. - 544 с.

80. Снижение шума в зданиях и жилых районах. / Под ред. Г.Л. Осипова и Е Я. Юдина. -М.: Стройиздат, 1987. 558 с.

81. Снижение шума методами звукоизоляции. / В.И. Заборов, И.В. Горен-штейн, Л.Н. Клячко и др. М.: Стройиздат, 1973. - 143 с.

82. СНиП II-12-77. Защита от шума. / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1978.-49 с.

83. Справочник по судовой акустике. / Под ред. И.И. Клюк и на, И.И. Бого-лепова. Л.: Судостроение, 1978. - 504 с.

84. Справочник по технической акустике. / Пер. с нем. / Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. Л.: Судостроение, 1980. - 493 с.147

85. Справочник проектировщика. Защита от шума. / Под ред. Е.Я. Юдина. -М.: Стройиздат, 1974. 134 с.

86. Средства защиты в машиностроении: расчет и проектирование. Справочник. / C.B. Белов, А.Ф., Козьяков, О.Ф. Партолин и др. / Под ред. C.B. Белова. М.: Машиностроение, 1989. - 365 с.

87. Тейлор Р. Шум. / Пер. с англ. / Под ред. М.А. Исаковича. М.: Мир, 1978.-308 с.

88. Терехов A.JI. Борьба с шумом на компрессорных станциях. JL: Недра, 1985. -18 с.

89. Техническая акустика транспортных машин: справочник. / Л.Г. Бала-шинская, П.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др.; Под ред. Н.И. Иванова. С По: Политехника, 1992. 365 с.

90. Техническая термодинамика. / Под ред. В.И. Крутова. М.: Высшая школа, 1991. - 384 с.

91. Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет. / Под общ. ред. И.П. Ксеневича. М.: Машиностроение, 1991. - 544 с

92. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. -М.: Л.: Энергия, 1966. 690 с.

93. Ульянов H.A. Теория самоходных колесных землеройно-транепортных машин. М.: Машиностроение, 1969. - 520 с.

94. Устинов Ю.Ф. Звуковая вибрация и шум землеройно-транепортных машин. // Строительные и дорожные машины, 1996. №4. - С. 23-24.148

95. Устинов Ю.Ф. Метод конечных элементов в задачах виброакустики тяговых машин. // Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии / Сб. докл. Всероссийской научно нракт. конференц. с между народи, уч. С-Пб., 1996. - С. 232-235

96. Устинов Ю.Ф. Прогнозирование и методы расчета виброакустических параметров землеройно-транспортных машин / : Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук. Воронеж: ВГАСА, 1997. -426 с.

97. Устинов Ю.Ф. Разделение источников вибрации и шума на тяговых и транспортных строительных машинах. / Вибрационные машины и технологии / Сб. докл. и материалов II ой научи, конф. Курск: КГТУ, 1995. -С.50-52.

98. Устинов Ю.Ф. Снижение виброакустической активности землеройно-транспортных машин. // Изв. Вузов. Строительство, 1994. — №12. — С. 117-121.

99. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Виброакустическая динамика тягача с колесной формулой 4x4. // Изв. Вузов. Строительство, 1998. -№7. С. 112-117.

100. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Влияние скачка уплотнения газовой струи на звуковую вибрацию. // Экологический вестник Черноземья, вып.6. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1998. С. 47-56.

101. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Основные источники и спектры шума газоструйной машины ТМ-59 МГ. // Труды 2-й междун. конф. "Высокие технологии в экологии". 19-21 мая, 1999г., Воронеж, Россия, с. 379-382.

102. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В. Прогнозирование шума газоструйных машин. // Экологический вестник Черноземья, вып.6. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1998. С. 40-47.

103. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаман и н P.C. Виброакустические испытания газоструйной машины ТМ 59МГ. /У Мат-лы междун. научно-технич. конференции "Интерстроймех-98". Воронеж, ВГАСА, 1998. - с. 174-176.

104. Устинов Ю.Ф., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Результаты виброакустических испытаний упругих элементов различной формы. // Мат-лы междун. научно-технич. конференции. "Интерстроймех—98". Воронеж, ВГАСА, 1998. с. 176-177

105. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А. Исследование виброакустических параметров землеройно-транспортных машин. / Изв. Вузов. Строительство, 1996,-№6.-С. 113-118.

106. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Волков Н.М. Виброакустика легкого автогрейдера. // Экологический вестник Черноземья. Вып. 10. Воронеж, РЦ "Менеджер", 2000. С. 58-63.

107. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.И., Чернов М.В., Кондауров Ю.А. Шум и вибрация автогрейдера типа ГС-14.02. // Экологический вестник Черноземья. Вып.7. Воронеж, РЦ "Менеджер", Ноябрь 1999.

108. Устинов Ю.Ф., Жулай В.А., Бочаров В.Н., Чернов М.В., Шаманин P.C. Результаты виброакустических исследований колесного трактора Т-150 К. // Изв. Вузов. Строительство, 1999. №6. - с. 107-110.

109. Устинов Ю.Ф., 11етранин A.A., Петреня E.H. Основные концептуальные принципы компьютерных технологий создания малошумных машин. // Изв. Вузов. Строительство. 1998. №9. с. 86-95.150

110. Устинов Ю.Ф., Петранин А.А., Петреня Е.Н. Системный анализ и методы конечных элементов в задачах прогнозирования и расчета виброакустических параметров землеройно-транспортных машин. // Изв. Вузов. Строительство. 1997. №3. с. 95-100.

111. Филиппов В.И. Охрана труда при эксплуатации строительных машин-М.: Высшая школа, 1984- 247 с.

112. Шум на транспорте. / Пер. с англ. КГ. Бронштейна. / Под ред. В.Е. Тольского, Г.В. Бутанова, Б.Н. Мельникова. М.: Транспорт, 1995. -368 с.

113. Щевьев Ю.П. Акустические свойства неоднородных и комбинированных строительных материалов. М.: Стройиздат, 1980. 140 с.

114. Эйхлер Ф. Борьба с шумом и звукоизоляция зданий. / Пер. с нем. М.: Гос. изд. литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962. 310 с.

115. Эксплуатация аэродромов (содержание и ремонт) : Справочник. / Под ред. Л.И. Горецкого. М.: Транспорт, 1979. 215 с.

116. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: высшая школа, 1988. - 479 с.

117. Яш С., Элисон А. Измерение шума машин. / Пер. с англ. М.: Энергоатом издат, 1988. -144 с.

118. Ustinov Yu.F. Estimation of vibration acoustical parameters of vehicles by means of fern/ Fourth International Congress on Sound and Vibration. St. Petersburg: Russia. June 24-27, 1996.-P.2067-2075.

119. Ustinov Yu.F. Numerical investigations Methodology of Vibroacoustic Dynamics of Transport and Traction Machines / 6-th International Congress of Sound and Vibration. 5-8 My, 1999, Copenhagen, Denmark. P. 1405-1408.

120. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. -М.: Физматгиз, 1961.-295 с.

121. Самарский A.A., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений-М.: Наука, 1978,- С. 266-351, 500-532.

122. Расчет трехслойных конструкций: Справочник / Кобелев В.Н., Ковар-ский J1.M., Тимофеев С.И.; Под общ. ред. В.Н. Кобелева. М.: Машиностроение, 1984. - 304 с.

123. Шунгский Б.Е. Строительные конструкции с сотовыми заполнителями. М.: Стройиздат, 1977. 112 с.

124. Никифоров A.C. Акустическое проектирование судовых конструкций: Справочник. Л.: Судостроение, 1990. 200 с.

125. Лихачев B.C. Испытания тракторов,- М.: Машиностроение, 1974.-286 с.

126. Реклейтис Г., Райвендран А., Регсдел К. Оптимизация в технике. В 2-х книгах / Пер. с англ. В.Я Алтаева, В.И. Моторина. М.: Мир, 1986. Кн. 1.-349 е.; Кн. 2.-320 с.

127. Иванов А.Н., Мишин В.А. Снегоочистители отбрасывающего действия. М.: Машиностроение, 1981. - 159 с.

128. Тракторы для строительных и дорожных машин. Каталог-справочник. -М. : АО Машмир, 1993. 47 с.

129. Дорожные машины. Часть 1. Каталог-справочник. М.: АО Машмир, 1993. -81с1. Воронеж-1998

130. Патентная документация, отобранная для последующего анализа

131. Заявлено 07.05.76; Опубл. 15,06.78, Бюл. № 22. торых кратно числу заглушаемых частот. Действует

132. Выводы о выполнении регламента поиска

133. Страны поиска Россия, Германия, США, Франция, Великобритания и Япония - наиболее развитые страны в области разработки и производства звукопоглощающих материалов, конструкций и средств для снижения воздушного шума.

134. Тенденция развития данного вида конструкций и средств повышение эффективности и надежности шумопоглощения строительных конструкций, узлов и кабин транспортных средств за счет разработки и производства новых материалов и технологий.

135. В результате патентного анализа выбраны звукопоглощающие материалы на основе сотовой конструкции, как наиболее эффективные, легкие и соответствующие требованиям по использованию их в кабинах машин.

136. Руководитель подразделения исшш1. Исполнитель поиска1. Ю.Ф. Устинов1. М.В. Чернов

137. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 10 мм, без камеры

138. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

139. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №1 Дата 15.06.99

140. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

141. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

142. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

143. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

144. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

145. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 15 мм, без камеры

146. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

147. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №2 Дата 16.06.99

148. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

149. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

150. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

151. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

152. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

153. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 20 мм, без камеры

154. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

155. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №3 Дата 17.06.99

156. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

157. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

158. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

159. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

160. Стальная труба, диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

161. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 25 мм, без камеры

162. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

163. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №4 Дата 18.06.99

164. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

165. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

166. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

167. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

168. Стальная труба, диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

169. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 4,2 мм, толщина 15 мм, без камеры

170. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

171. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №5 Дата 19.06.99

172. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

173. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

174. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стеши 10 мм. 250-2000 0,0144

175. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

176. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

177. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 5 мм, толщина 15 мм, без камеры

178. Образец: Фольга АМГ-2Нл ТУ 48-21-169-83 , сторона ячейки 2,5 мм, толщина 14 мм, без камеры

179. Образец: Стеклоткань ЭЗ-100 ТУ 6-11-382-76, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 18 мм, без камеры

180. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 10 мм, камера 10 мм.

181. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

182. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №9 Дата 23.06.99

183. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

184. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

185. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

186. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

187. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

188. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 10 мм, камера 15 мм.

189. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

190. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №10 Дата 24.06.99

191. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

192. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

193. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

194. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

195. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

196. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 10 мм, камера 20 мм.

197. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 10 мм, камера 25 мм.

198. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 15 мм, камера 15 мм.

199. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

200. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №13 Дата 27.06.99

201. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

202. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

203. Асбестовая труба: диаметр ОД м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

204. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

205. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

206. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 20 мм, камера 20 мм.

207. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 25 мм, камера 25 мм.

208. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 4,2 мм, толщина 15 мм, камера 15 мм.

209. Образец: Бумага "Фенилон" ТУ ОП-81-07-27-80, сторона ячейки 5 мм, толщина 15 мм, камера 15 мм.

210. Образец: Фольга АМГ-2Нл ТУ 48-21-169-83 , сторона ячейки 2,5 мм, толщина 14 мм, камера 14 мм.

211. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

212. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №18 Дата 2.07.99

213. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

214. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

215. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

216. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

217. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009

218. Образец: Стеклоткань ЭЗ-100 ТУ 6-11-382-76, сторона ячейки 2,5 мм, толщина 18 мм, камера 18 мм

219. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

220. Место проведения испытаний Акустическая лаборатория ВГАСА Номер протокола №19 Дата 3.07.99

221. Вид интерферометра Частотный диапазон, Гц Площадь образца, м2

222. Квадратная труба из ДСП: сторона 0,25 м, длина 7 м, толщина стенки 16 мм. 40-500 0,0784

223. Асбестовая труба: диаметр 0,1 м, длина 1 м, толщина стенки 10 мм. 250-2000 0,0144

224. Стальная труба: диаметр 0,018 м, длина 0,35 м, толщина стенки 3 мм. 800-8000 0,0009

225. Стальная труба: диаметр 0,025 м, длина 0,025 м, толщина стенки 3 мм. 8000-16000 0,0009