автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.08, диссертация на тему:Теоретическое и экспериментальное исследование влияния вибро- и звукопоглощающих покрытий стенок корпусов акустических систем на их характеристики

:'/-' Г/ V О Ч

'ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО КИНЕМАТОГРАФИИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ 0РД2НА ТРУДОВОГО "КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУШЮ-ИСХЖЭДОМТЕЛЬСЖИЙ КИНЮОТОИНСТИТУТ - НИКФИ -

■На правах рукошгои

ПОПОВА МАРГАРИТА ЖВОВНА

УДК 621.395.623.7:534.833.532

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЗКСПЕРИМЕНТАЛЬНШ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИБРО- И ЗВУКОПОГЛОДАШК ПОКШТИЙ СТЕНОК КОРПУСОВ АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ'НА ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Специальность 05.09.08 - "Электроакустика и ввукотзхниха*

Автореферат диссертация на соискапие ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1991

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени науадо-исследоветельском институте радиовещательного приема п акустики таз ни Л„С.Попова

*

Научный руководитель - кандидат технических наук,

научный сотрудник Б.Д.Тартаковский Научний консультант - доктор технических нпук В.К.Иофе

Офптдал ырге оппонзнты - доктор технических наук,

доцент

Ю.А.Ковалпш

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Б.Г.Белкин

.Ведущее предприятие - научно-исследовательски! институт "Титан" • Зайдет а состоится 23- 1992. года в У-^ часоЕ на заседании специализированного совета К 035.03.01 Всесоюзного научно-иссле-доватзльского хшофотоинститута по адресу: 125167, Москва, Ленинградский проспект, дом 47, тел.158-62-32.

С диссертацией могло ознакомиться б библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского кинсфотоллститута.

разослан, ¿О, 03 _192Д. года.

Просим гфияять участке в работе совета или прислать отзыв в двух екземллярах, эавэрешши печатью организации.

Ученый секретарь

слецяоялзярованного совята, -п

кандидат тёхюсческга: наук, * у

отаотий научный сотрудник • "¿¿"Х -Н.В.Алексеева

Общая характеристика работы

ггций

Злектроакустичесзсая аппаратура находит все большее приманз-!Ш9 В бытовой и профессиональной техзгизсе. Практические нуяды данной отрасли техшпш требуют решения всего зг.омплекса проблем по удучтезггао характсристшс и качества звучания азустичесзск систем (АС). Одним згз основных элемез^оз АО, озедзывпгл:* г»;ииш1е на их характеристики л зсачество звучапзм, является корпус. До настоящего времени в Советском Союзе )!о уделялось должного взгимазп-л тг нс-оледовдшям корпусов, га создании специальных конструкций стенок,

Актуальность проблемы. Актуальность проблемы определяется необходимостью проектирования оптимальных конструзорш АС с високим качеством звучания на уровне дучиги мзгрозцх образцов. Реиешге этой проблемы требует создания методов расчетов и измерений электроакустических л вибрационных характеристик корпусов, обеспечивающих возможность сокращения сроков и затрат на разработку нозюс азсусти-ческих систем путем замени длительной, трудоемкой, дорогостоящей работы по изготовлению, многократный измерениям вариантов макетов АС расчетами, производимш.«и на основе проведенных исследований.

Цель пабот.ч. Целыэ настоящей работы является создание методов проектирования корпусов высококачественных акустических систем путем гозрг.сотза келдекецых мвтодоз расчетов колебательнзле процессов элементов втше корпусов и корпусов в иг.'.ом, 1'етодозз измерений элэхгрса-:устпче оках и вибгаетонше; параметров стенок корпусов, выбора наиболее зфтезстзшзых вкбро- и зБунопоглощанпос мате рзшлов.

Методы исследования. Теоретические метода исследования и ре-иания поставленных задач базируется на использовании метода решения уравнения колебаний ортотропных пластин, решения волнового уравнения для прямоугольного параллелепипеда, метода конечных

элементов для расчета конструкций, метода волнового сопротивления, приближенного метода оценки звукоизоляции« получении численных результатов с помощью электронно-вычислительной техники.' Экспериментальные методы исследования базируются на измерениях акустических и вибрационных характеристик АС.

Основными научными задачами диссертационной работы являются рассмотрение характера возбувдения колебаний стенок корпусо;

АС; '

исследование, влияния звукопоглощающих и вибропоглощащих материалов на колебательные процессы стенок корпусов АС;

экспериментальное и теоретическое исследование колебаний сте нок и внутреннего объема воздуха в корпусе и их влияние на акуста ческие характеристики АС;

расчет вибраций корпусов АС в целом; разработка методов измерений вибраций корпусов АС; разработка на основе проведенных исследований инженерных методов проектирования и конструирования виброустойчиЕых корпусов А

Научная новизна. Новизна результатов состоит в том, что в данной раооте впервые осуществлено комплексное решение проблемы, которая основывается на анализе существующего и требуемого уровня развития конструирования корпусов, данных измерения корпусов с различными конструкциями стенок, с использованием вибропогло-шаюшос и звукопоглощающих материалов. Определены дучзлге из отечественных материалов для корпусов АС. Оценена связь электроакустических характеристик с вибрациями стенок корпуса в зависимости от толщины стенок и их конструкций. Разработаны методики расчетов собственных частот колебаний стенок корпусов, позволяющие оценить диапазон вибраций и необходимые материалы конструкций сте яок, выбор которых определяется частотным диапазоном вибраций.

Разработаны методики измерений колебаний корпусов. 3 работе разработан новый метод конструирования стенок корпусов AG, который тозволяет улучшить электроакустические характеристики и качество 5вучания.АС.

Практическая ценность работы состоит-в том, что разработала летодика проектирования корпусов АС, которая позволяет:

существенно сократить сроки разработки новых образцов благо-*аря замене длительной трудоемкой процедуры по макетированию и гемерениям параметров АС инженерным расчетом проектируемой кон-¡трукцил;

повысить качество разработок путем создания улучшенных по электроакустическим характеристикам и качеству звучания конструк-

ШЙ;

снизить себестоимость разработки АС за счет-, значительного юкращения трудоемкости разработок, времени эксплуатации дорогостоящего измерительного оборудования, экономии материальных и ?рудовых затрат при разработке, сокращения времени разработки в делом;

задавать научно обоснованные требования к характеристикам сорпуссз АС.

Результат псслздозаплй, пройденных з работа л разработан-tyn методику проектирования можно использовать для создания аку-¡тичесгазг систем, удовлетворяло!! требованиям мездународных стан-;артов на аппаратуру высшей группы слсзности и создания новых вуковых колонок.

Реализация результатов. Разработанная в диссертации на осно-е теоретических и экспериментальных исследований методика про-ктирования корпусов АС применена при проведении научно-исследо-ательских работ:

I. Разработка новых ивтодов повнпення эффективности АС. НИР Х>гресс-77" per. Л 70/77, 1977.

2. Разработка нетрадиционных решений и методов повышения объективности электроакустической аппаратуры. НИР "Прогресс-89-I", per. Я 135/78, 1978.

3. Решение основных проблем создания АС 1сласса "HI-FI". НИР "0рбита-60", пег. 1> 98/79, 1979.

4. Создание принципов конструирования АС s излучателей категории " ¿¡и¡a i iII-И" и разработка методов их расчетов. НИР "Александрит", per. )? 42/82, 1982, и'per. & 91/82, 1982.

5. Разработка принципов построения и методов машинного Проектирования АС и излучателей высшей группы сложности бытовой П профессиональной техшки. Ш1? "Александрит". For. JS 64/86, IS36.

6. Иоолодовашт путай создания выоокоэЭДюктшшх рупорных громкоговорителей звуков!« колонок, шгшронов и сценических АС, НИР "Халцедон". Fer. JS 22/30, ч.1, 4.2, 1990.

7. Исследовать возможности ооздшпй головок громкоговорителей для тойтралышх олохтроакуотичоеккх onernt ti ciroTCKi 'озвуча-нил открытых я закрытых пространств. НИР "Сатурн", I0DI, -

и ouuTiiQ-KOi'úTpyv.topci'jíx разработок АС и «иукавше колош; йо BlOtlüm им.Л.С.Попова.

Гйаультлти работы попользованы шко: при нролодшпш о;штпо-копотрукторог.оГ; работы, выполненной Ш "Радаотохнигл", лзготовлошю партии АС "Орбита";

при проводашш qodnwoïho о филиалом ь г.Ещгргл опытно-кон-отрукуоракях работ по разработке садкошх подонок 3153-3, I0QK3-I35

при щшадинии ошшю-конотрукторок©: работ по разработке евукоызс колонок 50IG-I7, 100158-12 ;

врн проведении оиотно-копоуруктороюж работ по разработке шсуотлчосюк спетом 600АС, 25ОАО;

ирк оценке акустической еф&ииггашостй воамшткитого уст-

ройства в конструкции щумозащищенных оконных блоков;

для снижения вибраций и щуноиздученпя дисковых пил.

Внедрение результатов диссертации подтверждено соответствующими актами.

Апробация. Основные результаты и разделы диссертации докладывались и обсуждались на контеренциях и семинарах:

1. ХУЛ, ХУ111, IIX, ХХП Всесоюзных научно-технических конференциях "Перспективы развития техники радиовещательного приема и акустики" в 1977, 1979, 1981, 1988 гг. .

2. УП, X, XI Всесоюзных Акустических конференциях в 1971, 1983, 1991 гг.

3. Всесоюзной школе-се глина ре по электроакустике ЭЛА-80, ЭЛА-87 в 1980, 1987 гг.

4. Научно-техническом семинйре по электроакустике общества им.А.С.Попова и Союза кинематографистов в 1987, 1989 гг.

5. Ш Всесоюзной конференции по борьбе с шумом и вибрацией ' в 1980 г.

6. Научно-техническом семинаре АН СССР по проблеме "Акустика" и НТО им.акад.А.Н.Крылова в 1980, 1982 гг.

Полностью содержание работы докладызалось ii обсуядалось на заседаниях Акустической секции НТС ВНККТА л,и А. С. По лова и Всесоюзной гзэдле-семкнарз 3JÏA-87.

Публикации. По материалам .диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Объем. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложений. Содержит страниц машинописного текста, 69 пи-су нков, 9 таблиц, 90 стр.приложений, библиографии из 98 наименований.

Положения, выносимые на защиту

I. Расчет параметров корпусов акустических систем, определяющих их колебательные процессы.

2. Определение основных связей параметров колебательных процессов корпусов и электроакустических характеристик акустических систем.

3. Методы и результаты экспериментальных исследований корпусов акустических систем.

4. Рекомендации по выбору вибропоглощающих и звукопоглощающих материалов для корпусов высококачественных акустических систем.-

5. Инженерные методы проектирования и констатирования вибро-ващищенных корпусов акустических систем на основе проведенных исследований.

П. Содержание

Во введении обоснована актуальность теш исследований, сформулирована цель работы и приведено краткое содержание диссертацш

Глава I посвящена литературному обзору' и постановке научной задачи. На основе анализа литературных данных определяются существующие противоречия и неполнота теоретических и экспериментальных данных по исследованию колебательных процессов в корпусах акустических систем. Приведенный обзор литература показывает, чт< проблемам конструирования корпусов ранее на уделялось долевого внимания.

Дан обэор работ по проблема.«, связанным с обеспечением решения задачи проектирования корпусов акустических систем: колебаниям пластин, объема воздуха в замкнутом параллелепипеде, исследованию влияния звукопоглощающего материала.на поведение звукового поля в замкнутом объеме, эффекту изоляции, виброноглощзкиз.

Показано, что в приложении к корпусам акустических систем, результаты этих работ не вполне применимы. Для создания методов сасчета корпусов необходимо рассмотреть колебания ортотропных

пластин ж пространственных структур, решить задачу сшшбния уров кг: знорацпй стенок корпусов, рассмотреть возмоаность применения

зсвоенных промышленностью звуко- и вибропоглощающих материалов и юкрытий и определить наиболее эффективные из них.

На основании проведенного анализа сформулированы научные ¡адачи исследований.

Поставлена задача создания корпусов высококачественной аппаратуры на основе использования отечественных вибропоглощающих I звукопоглощающих материалов с максимальной эффективностью их трименения и более совершенной конструкцией корпусов. Показано, гто решение этой общей задачи требует постановки следуших част-шх задач:

расчет колебаний стенок корпусов с нанесением вибропоглощаю-цих покрытий, с использованием звукопоглощающих материалов внутри эбъема корпуса и учетом колебаний внутри него;

проведение экспериментальных исследований корпусов акустических систем со стенками различных конструкций и с использованием зокрытий различных типов и различными звукопоглощающими материалами.

Глава 2 посвящена исследованию связи электроакустичоских характеристик акустических систем с вибрацияли стенок корпуса г колебаниями воздуха внутри т;его„

Описаны методы измегзннй, ггспользузгаа дл,т исследования колебаний корпуса на злектроаг^стичзсете характеристики ак?сти-!еских систем.

Оценена степень влияния колебаний стенок и колебаний воздуха ¡нутри корпуса на общую частотную характеристику звукового давле-ея ряда акустических систем г звуковых колонок, измерено вибро-скорение, скорость и смещение стенок во всем диапазоне частот, ^определение давления внутри корпуса, опредзлзкн вклад колебаний авдой стенки корпуса в общий звуковой сигнал акустической систе-н, добротность стенок корпуса а вреия рзьерберации в нем.

Проведены измерения частотных характеристик звукового давления головок громкоговорителей в корпусах с различными толщинами стенок, измерения гармонических составляющих звукоеого давления, частотных характеристик виброускорения при колебаниях корпусов акустических систем, помещенных в акустический экран, спектральные анализ сигнала. Экспериментальные исследования проводились для акустических систем с одинаковым объемом (два варианта) с различными толщинами стенок, изготовленных из фанеры и со стенками из ■ фанеры с нанесенными покрытиями из различных вибро- и звукопоглощающих материалов. Исследовались также трехслойные : энструкции стенок с промежуточным слоем ПХВ-1, конструкции типа "сэндвич" с вибропоглощавдей прокладкой и с другими материалами. На основе проведенных исследований показано, что: увеличение толщины стенок и нанесение вибропоглощающих покрытий оказывает существенное влияние" на форму частотных характеристик звукового давления, увеличивает уровень звукового давления на 10 дБ при изменении толщины стенок корпуса от 4 до 20 мм в диапазоне частот до 500 Гц, снижает коэффициент нелинейных иска-згений от 16 до 3,8%, уменьшает амплитуду резких максимумов-минимумов на 20 дБ и их количество. Применение вибропоглощаицих материалов дает возможность получить лучшие результаты, чем увеличение толщины. Разница уровней вибраций стенок с вибропоглощаяь щим покрытием и стенок толщиной 20 мы достигает 25 дБ, на отдельных частотах - 30 дБ. При сравнении с тонкоотенными корпусами эта разница увеличивается, достигая 40 - 45 дБ;

увеличение толщины стенок и нанесение вибропоглощащего покрытия изменяет картину распределения вибраций стенок. Количественные и качестезнкне'иемзнения зависят от расположения стенки по отношению к головке громкоговорителя и эти катеркалы приведены в диссертации;

звуковое давление внутри корпуса характеризуется значительной неравномерностью, обусловленной резонансамк внутреннего объема.;

введение з конструкция звукопоглощающего маториала меняот форму частотной характерпстики звукового давления в диапазоне 400 - 4СОО Гц, уменьшая резкие ;шсс!1мумц-м1шп;думк на 20 дБ.

На основании полученных результатов экспериментальных исследований сделаны следующие практические рекомендации для разработки электроакустических излучателей с корпусами, вносящими кштимальнно искажения;

отенхи корпусов целесообразно изготовлять из дзухсло'/люй конструкции с вкбропоглоидощим покрытием;

ребра яесткости должны выполняться в виде распорок, соедини-, гадах точки максимальной амплитуды вибраций стенок с основанием АС;

в конструкции корпуса целесообразно применять наиболее эф- , фективные материалы - Еибропоглощаищие покрытия "Агат" и ВЫЛ—25; звукопоглощающий материал ATM-I.

Глава 3 посвящена теоретическим исследованиям характеристик корпусов АС. Станки корпуса излучают звуковые колебания, которые определяются механическими резонансными молами панелей к акустическими резонансными модами внутреннего объема воздуха. Оба мена-?■"'?!-•.". ::о zeúvnv/i мдг^зт-.ус:*

IliVíarc, '~?с ,-д« .-"уз^яя.-: зкустичссгсгс параметров сжтсмц и' r'j ••."'Гар'-'Г.ч:^: часгстно?. хирачторисгг-к г?укового

давл'пл-'! доляно оьть щелглоно эпброггоглощегаю г. .чцутреште потери в конструкции стенок, повыкеш резонансные частоты панелей, использован звукопоглещапдий материал. Вибропоглощзнке конструкции стенок зависит от соотпссзпил толщин основного материала зпбропоглощагзгэго покрытия, от плотности, гэсткости, хозфЗ&шэк-та потерь кагараала, ойП'Делязсся: тшггч распределен;:.;-,:', резонансна: частот- панелей с*0!1сд и зкутр-гш-гго о?лыг. волукз "з готпгсг. з ясслздуестп двапазояэ naotos-.

•Предлозан метод расчета корпусов акустических систем, вйлю-чавций в себя расчет следующих величин; собственных частот стенок корпуса;

собственны:? частот внутреннего объема воздуха в корпусе; толщины вибропоглощаащего материала;' гхЭДектквности ЕИбропоглощенкя; звукоизоляции корпуса; виброускоренля стенок корпусов; размещения вибропоглощающего покрытия, -и даны примеру расчетов.

Колебангл стенки корпуса рассмотрены на физической модели ортотропной прямоугольной пластины. Для расчета собственник частот-рассмотрено уравнение колебаний ортотропной прямоугольной пластины. Для расчета собственных частот рассмотрено уравнение колебаний ортотропной пластины:

¿0/ IX, - цилиндрические жесткости.соответственно в налрав-

где 1\/ - смещение;

ленки осей и О.Хг ; - смешанная жесткость; .Д - толщина пластины; ;- плотность материала пластин«; С/ - нагрузка.'

Собственныг:частоты ортотропной прямоугольной пластины

таз кп '12А 5

/) - параметр, зависящий от размеров пластинч и краевых условий.

3 результате расчетоз собственных частот колебаний пластин показано, что диапазон собственных- частот очень широк. Поэтому для демпфирования стенок выбрано г.есткое вибропоглощавдее покрытие или покрытие с прокладкой, как самые кТхрективные в широком диапазона частот.

Максимальная передача энергии за счет возбузденля колебаний, объема воздуха в-корпусе осуществляется на его резонансных модах. Расчет оптимальной толщины л расположения звукопоглощающего мата-риала такте требует знания собствзгчых частот колебаний воздуха внутри корпуса. Поэтому рассчитаны собственные частоты колебшшя замкнутого объема для прямоугольного паргушелепипеда, параллелепипеда с податливыми стенками и со скопенной стенкой. Экспериментальные исследования характеристики звукового давления внутри корпуса показали хорошее совпадение 'измеренных значений резонано-

Зхспаркмепталыие частоты: /1 - 4 мм J'iqq ^ 315 IV,

L = 20 мм У IQ0 = 2S0 - 380 Гц; f 001 - ЙС0 №

Определен коэффициент потерь изгибно-колеблвдейся пластины о вибропоглощавдим покрытием по методу волнового сопротивления. Получены зависимости коэффициента потерь от отношения толщины пластины и покрытия, позволившие выбрать оптимальное соотношение! этих толщин с точки зрения.как коэффициента потерь конструкции, тазе и ее суммарной толщины.

При выбранном типе вибропоглощающего материала и его толщины рассчитана эффективность вибропоглощзния полученной конструкции:

11 = + ^ ^ ^ Т, ^ -7/ " ^ U + ^

пь = ¿L P¿U¿ , в ¿V I¿ /

■t /• с

где tL¿,Eí; J\';//{ - толщина, модуль Юнга плотность коэффициент

потерь {¿аториагл ¿ -го слоя ( / I, 2, 3)

- момент ¿ .-i-u слоя относительно нейтральной . плоскости изгиба; (Г - расстояние ыаяду нейтральной плоскостью изгиба е свободной поверхностью пластины;

-¿■^ £{ / v /н, " л*/ ■

Из выполненных расчетов эффективности и экспериментальных измерений следует, что более эффективными в широком диапазоне частот являются вибропоглощающие материалы "Агат" и ВМЛ-25 по сравнению с другими материалами, причем материал ВМЛ-25 несколько лучше, чем "Агат".

Конструкция стенок корпуса АС должна создать звукоизоляцию, обеспечивающую отсутствие дополнительных призвуков. Расчет звукоизоляции показал, что применение выбранных вибропоглощающих-материалов для корпусов АС обеспечивает суммарную звукоизоляцию 15 - 20 дБ на тгаих частотах до ЮС Гц и более 25 дБ - на частотах вьцде 200 Гц.

Физической моделью реальных конструкций корпусов АС, позволяющей с достаточной для практики степенью точности определять их характеристики, является прямоугольный параллелепипед, составлен- • ннй из прямоугольных пластин, подкрепленных в местах их соединений ребрами жесткости, т.е. пластинчато-балочная структура. Для расчета колебаний этой структуры использована приближенная теория колебаний соответственно пластин и балок. Определены граничные частоты ее применимости. Для уменьшения времени расчета использована симметричность модели и гасчет производился для одной половины корпуса. Для решения задач колебаний применены уравнения теории колебаний и рассмотрены различные условия закрепления на границе. При действии на пластину внешней, гармонической уравнение принимает вид:

ь Л* М -),■</- У у) = с.

У

Число внутренних связей з упругом тела бесконечно. Метод конечных элементов позволяет преодолеть эти трудности, так как реальная конструкция представляется в виде совокупности отдельных конечных элементоз, взаимодействующих мезду.собой в конечном числе узловых

точек. Определены связи между внешними колебательными силами, действующими на конструкцию, и колебательными смещениями в различных точках конструкции.

Расчетные исследования выполнены для тех же размеров корпусов, и конструкций стенок, для которых проведены в работе основные экспериментальные исследования.

Сопоставление результатов расчетов пластин и пространственных конструкций показало, что для инженерных расчетов и выбора материалов многослойных стенок виброзащищенных корпусов в большинстве случаев можно ограничиться более простыми расчетами пластин.

4-_____

^Л/у^^'Щ ' до' "Ь"-' ~_________,

шшш

Рис.:

/V- |

Частотная характеристика тонкостенного корпуса имеет в низкочастотной области три резко выраженных максимума большой амплитуды. Частотная характеристика виброускорения корпуса с большой толщиной стенок имеет в том же диапазоне один резкий максимум. Корпуса с вибропоглощашшм покрытием имеют также один максимум 'на той же частоте, но более сглаженный, амплитуда его меньше на 15 - 20 дБ в зависимости от расчетной точки, т.е. имеет место та же тенденция, что и в экспериментальных характеристиках (рис.2).

Показано, что путем рационального использования демпфирующего материала может быть достигнута экономия массы конструкции и существенно увеличен эффект демпфирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема конструирования корпусов является одной из наиболее актуальных при разработке электроакустической аппаратуры.

Проведенные исследования влияния корпусов на характеристики акустических систем позволяют сделать следующие выводы:

I. Корпуса со стенками малой толщины имеют на низких частотах значительно меньший уровень звукового давления, чем корпуса с жесткими, демпфированными стенками, для них характерна большая разность амплитуд максимумов-минимумов, высокий урогень нелинейных искажений.

Например, для акустических систем мощностью до 35 Зт при увеличении толщина стенок-(от 4 до 20 км) улучшается форма частотной характеристики звукового давления, его уровень увеличивается примерно на 10 дБ, разность амплитуд какстуков-мпплмумоз уменьшается на Ю -.12 дБ, коэффициент нелинейных искажений изменяется от 16 до 3,855. Дальнейшее увеличение толщины стенок для акустических систем такого класса практически не влияет на форму частотной характеристики звукового давления, и, соответственно, на качество

звучания.

2. Применение в конструкции стенок корпусов вибропоглощакщих покрытий позволяет уменьшить разность амплитуд максимумов-минимумов дополнительно на 15 дБ, коэффициент нелинейных искажений -

на 4 - При этом увеличивается внутренний объем корпуса акустической системы при тех же габаритах, что улучшает субъективное восприятие качества звучания.

3. По мере увеличения толщины стенок или при нанесении виб-ропоглощавдих покрытий, частотная характеристика первой гармоники звукового давления становится более гладкой и повышается ее средний уровень. Понижается средний уровень второй и третьей гармоник, уменьшается разность амплитуд максимумов-минимумов и их количество.

4. Наибольшее изменение уровней вибраций для рассматриваемого класса систем наблюдается при увеличении толщины стенок от 4 до

8 мм. Для каждого класса систем'существует такая толщина стенок, при которой вибрации становятся настолько малыми, что их дальнейшее уменьшение перестает сказываться на объективных характеристиках систем. Такую толщину стенок можно условно назвать "¿риткчес-кой". "Критическая" толщина стенок корпуса заксит от размеров и мощности системы. Так, для 3-ваттной звуковой колонки ЗКЗ-2 достаточно толщины стенок 4 мм, а д/л звуковой колонки мощностью' 50 ватт - 20 мм с вибропогло.даада г.^'.штием.

Величина вибраций корпуса с £2»лслойной и трехслойной конструкцией стенок меньше, чем для корпусов без покрытия. Частотный диапазон вибраций значительно сокращается. При переходе от стенки из 20 мм фанеры к двух- и трехслойной конструкции уровень вибраций уменьшается на 20 - 25 дБ на частотах до 300 а по сравнению с тонкостенным корпусом (толщина 4 мм) - до 40 дБ.

5. При колебаниях недемпфированных стенок в спектре вибраций, наряду с основной составляющей - частотой возбуждения головки громкоговорителя, присутствуют кратные частотные' составляющие,

соизмерю,же с основной, а в отдельных случаях - превосходящие ее. Это приводит к существенным нелинейшш искажениям сигнала. Амплитуды высших гармошпс колебаний демпфированных конструкций меньше, чем первой.

6. Увеличение толщины стенок и нанесение вибропоглощавдего покрытия приводит к уменьшению коэффициента нелинейных искажений. При топких стенках <4 мм) коэффициент нелинейных искажений по •виброускоретгв достигает 33,2% на частоте возбуждения головки громкоговорителя - 30 Гц, а при увеличетш толщины до 20 ш уиспьпзптся до 0,5%,

7. Для корпусов с тонкими стенками без вибропоглощающего покрытия а области частот до 250 Гц существуют три резко выраяеишх максимума, совпадайте во т;сех точках измерений по частото. На-apjwap, в корпусе 'odiV - '13 дч со стенками толщиной 4 мм йакскмунп ira частота: €5, 120, Ï70 Гц. В области средних частот тауковоо аазлсвкэ ^аргпстогизуотсл •зшяптольпоЯ -порапномерностио, "ет сЗусловлсцо ^этгзлся/яг тзпутроттаго обг-вга»

ЗЕл хорлусоэ i0 толсти» т.и, более глспстст, о •боякппм впу-Tpanrori догк^щювоиш -стотеспет, з mrsKCtaei-orrroa ^ткягазогга существует од»п ржей гакоггдуп, / » НО Гц дал "корпуса того т.о объема со сто'Щ'гел ъо;тпо>1 20

0. НапболЕвеВ зглйд •crcmoît в 'Сбсоо ггвуковоо поло прояйлппггея в двалазоио частот до SCO •гтггаот роггг, т>пл Зозгипу», "чта гопгяга толщина стопе?. е;'стсгмы„

Часто';';;: частотгге^ ^ргпггпристгя

звукового дакмлпл хорошо ■евпясжзт -с ротот».

9, SeotKOOÏb ЗЙДОЛКИ «рав» 'ПЛЯСТШ., ад •которкх состоит корпус, о. тшж армлекопко oitîzok мяду. стоггтспяя иорпуоя о учетом области шюшшюВ вибрацпи на каздой стсгпко, еущзетт.онно сказн-зайтсл на умэльаотш зибрацпй..

10. Внутренние резонансы корпуса'ослабляются звукопоглощающим материалом. Наиболее эффективны.из рассматриваемых звукопоглощающих материалов тонковолокнистые.

Наличие звукопоглощающего материала Ш улучшает форму частотной характеристики звукового давления, уменьшая в диапазоне частот 400 - 4000 Гц резкие максимумы-минимумы на 15 - 20 дБ.

11. При конструировании виброзащиценных корпусов акустических систем необходим расчет следующих параметров:

собственных частот стенок корпуса; собственных частот внутреннего объема корпуса; толщины вибропоглощавдаго покрытия; эффективности вибропоглощания; звукоизоляции корпуса; . виброускорения стенок корпуса; размещения вибропоглощающего покрытия.

12. При инженерных расчетах конструкций корпусов акустических систем можно ограничиться простыми моделями прямоугольной г пастины для расчета собственных частот колебаний стенок и прямоугол >ного параллелепипеда для расчетов собственных частот внутреннего объема.

13. Сопоставление экспериментальных 7. расчетных характеристик виброускорения показало, что частот!: гкстремумов этих характеристик близки, кроме первого максиму^;. топ:й в экспериментальных кривых обусловлен резонансом головки громкоговорителя. Расхождение значений амплитуд колебаний эксперимелта к расчета определяется тем, что в расчетах сила прилогана по .-ельцу и единична, а при экспериментальных исследованиях.колебания возбуждаются работой реального громкоговорителя,'т.е. источником слояной формы. При расчете не учитываются колебания воздуха в корпусе, что сказывается на различии амплитуд и некоторой сдзи!« частот в среднечастот-

• ном диапазоне.

Ъ1

Т4. В результата проведенных исследований и расчетов разработаны практические рекомендации для конструирования корпусов акустических систем:

стенки корпусов целесообразно изготовлять двухслойной га трехслойно:; конструкции с вибропоглощающим покрытием и звукопоглощающая материалом;

соотношение толщин материалов стенки и покрытие должно составлять 1,5-2,0;

наиболее эффективными в широком диапазоне частот являются вибропоглощающие материалы "Агат" и ВШГ-25. Эффективность ВНЛ-25 больше на 5 - 6 дБ;

корпус из фанеры с влбропоглощающим жестким покрытием с размещением звукопоглощающего материала внутри объема обеспечивает суммарную звукоизоляцию 15 - 20 дБ на частотах до 100 Гц и более 25 дБ - на частотах выше 200 ГЦ.

Основныг результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Попова М.Л., ■ Петркцгля И.Г. Влияние внешнего оформления

на работу громкоговорителя// Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРИА. -1971. - вып.1. - С.29 - 40. . .

2. Попова М.Л., Петрицкая И.Г. Исследование влияния закрытого оформления на работу громкоговорителя// Вопросы радиоэлектроники. сер.ТРПА. - 1972. - в:г .". - С. 79 -31,.

3. Попова М.Л., Петрнцкая И.Т. -Влияние внешнего оформления на характеристики-громкоговорителя// Тезисы-докладов УП -Всесоюзной Акустической конференции. .- М. 1971.

4. Попова М.Л. Исследование вибро- и звукопоглощагяэтх материалов для акустических систем// Тезисы докладов ХУЛ Всесоюзной научно-технической конференции. - Л. - 1977.

5. Попова М.Л, Вибрационные характеристики корпусов акустических систем//.Тезисы докладов ХУШ Всесоюзной научно-технической конференции..- Л. - 1970.

6. Попова М.Л. Экспериментальное исследований вибраций корпусов акустических.систем//.Техника средств связи, сер.ТРПА. -1979. -вын.1. - С.25 - 30.

7. Попова М.Л., Иванова Л.И. Переходные процессы по механической добротности в головках громкоговорителей о корпусами разного типа// Техника средств связи. сер.ТРПА. - 1980. - вып.З. -С.79 -.82.

8. Попова М.Л., Алдошна И.А. Анализ колебательных ПРОЦВОООЕ корпусов высококачественных акустических систем// Техника средств связи. сер.ТРПА. -.1981. - вып.1. - С.56 - 65.

9. Попова М.Л. Исследовште колебательных процессов в корпусах акустических систем// Тезисы докладов XIX Всесоюзной научно технической конференции. - Л. - 1981.

10. Попова М.Л., Алдошина H.A., Емурина Л.И., Тартаковский I Исследование вибрационных и звукопоглощающих характеристик корпусов акустических систем// Тезисы докла^лв Ш Всесоюзной Акустической конференции по щумам и вибрациям. - Челябинск. - 1980. C.I33 - I3S.

11. Попова М.Л., Алдонина Тартаковский Б.Д. Вибро- и звукоизоляция корпусов акустич.ак..- систем// Тезисы докладов

X Всесоюзной Акустической конфере?;:;*.ии - М. - 1983.

12. Попова М.Л. Разработка зяукошх колонок нового поколенк ЗКЗ-З и I0QK3-I5// Тезисы докладе?. ХХП Всесоюзной научно-техниче кой конференции. - Л. - 1988. - С.82.