Absorpcja dźwięku w materiałach włóknistych i komórkowych w obszarze rozproszonym Renault D49 1977B

Absorpcja dźwięku w materiałach włóknistych i komórkowych w obszarze rozproszonym Renault D49 1977B

Celem metody badawczej opisanej w normie „Renault D49 1977B Sound Absorption in Fibrous and Cellular Materials in Distributed Field”, opracowanej przez francuską firmę samochodową Renault, jest określenie współczynnika pochłaniania energii dźwięku w polu rozproszonym przez płyty z materiału absorbującego. Norma ta umożliwia również pomiar elementów kształtowych (takich jak komora silnika, elementy wykończenia wnętrza) w określonych warunkach.

Absorpcja dźwięku w materiałach włóknistych i komórkowych w obszarze rozproszonym Renault D49 1977B

Niniejsza norma ma zastosowanie do materiałów nierozciągliwych, takich jak filce, waty, skomplikowane materiały tekstylne haftowane na wacie oraz pianka poliuretanowa lub polietylenowa o płaskich i równoległych powierzchniach.

Zasadniczo pomiar przeprowadza się w miniaturowej komorze pogłosowej o objętości 6,44 m³, w której rozchodzi się pole dźwiękowe. W komorze generowany jest sygnał audio, a czas pogłosu mierzony jest za pomocą mikrofonu pracującego w zakresie częstotliwości od 400 Hz do 3 10.000 Hz. Czas pogłosu odpowiada czasowi potrzebnemu na spadek poziomu dźwięku o 60 decybeli po ustaniu bodźca.

Moc absorpcyjną oblicza się na podstawie dwóch pomiarów czasu pogłosu:

  • TR0 mierzone przy pustej kabinie
  • TR mierzony dla płyty lub części.

W przypadku płyt, zdolność absorpcji materiału wyraża się za pomocą współczynnika absorpcji. Skorygowana równoważna powierzchnia absorpcji obowiązuje dla części; współczynnik absorpcji można również wyrazić, znając pola powierzchni.

Dla celów niniejszej normy współczynnik absorpcji to stosunek pochłoniętej mocy akustycznej do padającej mocy akustycznej. Wskazana skorygowana równoważna powierzchnia absorpcji odpowiada powierzchni całkowicie pochłaniającej dźwięk o takiej samej zdolności absorpcyjnej jak badana część (współczynnik absorpcji = 100%).

Komora pogłosowa użyta w testach wykonana jest z wytłumionej blachy stalowej, przyspawanej do stalowej konstrukcji rurowej. Jej ściany zaprojektowano tak, aby zapewnić wysoką izolacyjność akustyczną, co przekłada się na bardzo niski poziom hałasu tła w całym zakresie pomiarowym. Pole rozproszone powstaje dzięki asymetrii ścian i szeregowi zamontowanych na nich reflektorów. Wymiary całkowite wynoszą 3170 mm x 2290 mm x 2030 mm, objętość 6,44 m³, powierzchnia wewnętrzna 22,2 m², całkowita masa własna 1900 kg, a wymiary mierzonych części wahają się od minimum 0,8 m² do maksimum 2,4 m².

Temperatura w klimatyzowanej komorze testowej wynosi 22 stopnie +/- 3 stopnie, a wilgotność względna 60% +/- 10%. Przed testem płyty i części muszą być poddane klimatyzowaniu w klimatyzowanej komorze przez 24 godziny.

Przed każdą serią pomiarów:

  • W komorze monitorowana jest temperatura i wilgotność względna; zbyt wysoka wilgotność może negatywnie wpływać na jakość pomiarów wysokiej częstotliwości.
  • Obudowę czyści się, ponieważ kurz i włókna na płytach zmieniają czas pogłosu.
  • Oryginalna pozycja mikrofonu musi być prawidłowa, co oznacza, że ​​ramię mikrofonu powinno być wyrównane z osią podłużną szafki, a mikrofon powinien być skierowany w stronę drzwi.
  • Co sześć miesięcy:
  • Obudowa musi być odpowiednio uszczelniona: jakość uszczelek na poziomie drzwi gwarantuje, że nie będzie dochodziło do wycieku dźwięku, a poziom dźwięku rozpraszanego przez głośniki wynosi około 110 dB przy częstotliwości 1.000 herców.
  • Mikrofon należy czyścić i kalibrować za pomocą kalibratora: ze względu na poziome położenie, na membranie może łatwo gromadzić się kurz, co może wpływać na charakterystykę mikrofonu.

W branży motoryzacyjnej hałas, wibracje i szorstkość to kluczowe obszary zainteresowania producentów dążących do poprawy komfortu i bezpieczeństwa pojazdów. Norma Renault D49 z 1977 r. koncentruje się na właściwościach akustycznych materiałów porowatych stosowanych we wnętrzach i elementach zewnętrznych pojazdów.

Pole rozproszone odnosi się do kontrolowanego środowiska akustycznego, w którym fale dźwiękowe są równomiernie rozłożone, naśladując warunki pogłosu w kabinie pojazdu. Taka konfiguracja pozwala badaczom mierzyć współczynniki absorpcji dokładniej niż w testach w polu swobodnym, dostarczając praktycznych informacji do zastosowań w rzeczywistych warunkach.

Hałas silnika, hałas drogowy i turbulencje wiatru przenikają do kabin, powodując zmęczenie kierowcy i obniżenie odczuwanej jakości życia. Tradycyjne bariery, takie jak blachy i szkło, zapewniają ograniczone tłumienie, szczególnie w zakresie średnich i wysokich częstotliwości. Materiały włókniste (np. wełna szklana, filc) i pianki komórkowe (np. poliuretan, polietylen) okazały się obiecującymi materiałami pochłaniającymi dźwięk. Te porowate struktury rozpraszają energię dźwięku poprzez straty tarcia i lepkości w swoich matrycach.

Materiały badane zgodnie z tą normą to:

  • Rodzaje włókien: Wełna mineralna (gęstość 20-100 kg/m3), filce syntetyczne i tkaniny włókninowe igłowane.
  • Typy komórkowe: pianki poliuretanowe o otwartych komórkach (porowatość powyżej 90%), pianki polietylenowe o zamkniętych komórkach oraz pianki polistyrenowe.
  • Próbki przygotowano w postaci płaskich paneli (zwykle o grubości 1–5 cm) i umieszczono na sztywnych podkładach w celu wyizolowania absorpcji wewnętrznej.

Współczynniki absorpcji wyznaczono metodą odpowiedzi impulsowej, stanowiącą udoskonalenie w stosunku do wcześniej powszechnie stosowanych technik sinusoidalnych w stanie ustalonym. Emitowano impuls szerokopasmowy (np. z pistoletu startowego lub wiązką elektroniczną), a szybkość zaniku w komorze mierzono z próbką i bez niej. Wzór na absorpcję dla zdarzeń losowych jest zawarty w normie.

Testy przeprowadzane są w warunkach temperatury 20–25 stopni Celsjusza i wilgotności 50–60%, obejmując częstotliwości od 100 Hz do 5000 Hz w pasmach tercjowych. Dyfrakcja krawędziowa jest minimalizowana za pomocą zamkniętych ramek montażowych, a wielokrotne powtórzenia zapewniają wiarygodność statystyczną (5 na każdy warunek). To rygorystyczne podejście kontrastuje z prostszymi metodami lampowymi, które mierzą jedynie normalne występowanie i często przeceniają rzeczywistą wydajność.

Efekty tych testów w zakresie projektowania samochodów były następujące:

  • Wnętrze Renault 12/14: Warstwowa warstwa filcu w podsufitce zapewnia redukcję hałasu w kabinie o 5–7 dB przy częstotliwości 1000 Hz.
  • Innowacje prototypowe: panele hybrydowe łączące włókniste podstawy z powłokami komórkowymi zoptymalizowały absorpcję szerokopasmową, co miało wpływ na kolejne modele.
  • Poza Renault: Dane te przyczyniły się do ustanowienia normy ISO 10534 dla porowatych pochłaniaczy, co zainspirowało konkurencję.

Podsumowując, norma Renault D49 z 1977B pozostaje przełomowym badaniem, łączącym teorię z praktyką w zakresie pochłaniania dźwięku. Kładąc nacisk na pomiary powierzchni rozproszonej, dostarczyła inżynierom narzędzia do ujarzmienia symfonii hałasu pojazdów, torując drogę dzisiejszym wyjątkowo cichym pojazdom elektrycznym. W przyszłości zasady te będą nadal stosowane w przypadku zrównoważonych alternatyw, takich jak filce PET z recyklingu i biopianki.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby klientów, oferując im zaawansowane usługi testowe oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „Renault D49 1977B – Pochłanianie dźwięku w materiałach włóknistych i komórkowych w przestrzeni rozproszonej”.

WhatsApp