Звукопоглощение в волокнистых и ячеистых материалах в распределенной области Renault D49 1977B

Звукопоглощение в волокнистых и ячеистых материалах в распределенной области Renault D49 1977B

Целью метода испытаний, описанного в стандарте «Renault D49 1977B Звукопоглощение в волокнистых и ячеистых материалах в распределенном поле», разработанном французской автомобильной компанией Renault, является определение коэффициента поглощения энергии диффузного звука пластинчатыми звукопоглощающими материалами. Этот стандарт также допускает измерение характеристик деталей определенной формы (таких как моторный отсек, элементы внутренней отделки) в специфических условиях.

Звукопоглощение в волокнистых и ячеистых материалах в распределенной области Renault D49 1977B

Данный стандарт распространяется на неэкстенсивные материалы, такие как войлок, хлопковая вата, сложные текстильные изделия, вышитые на хлопковой вате, а также пенополиуретан или полиэтилен с плоскими и параллельными поверхностями.

В принципе, измерение проводится в миниатюрной реверберационной камере объемом 6,44 м³, где распространяется звуковое поле. В камере генерируется аудиосигнал, а время реверберации измеряется с помощью микрофона, работающего в частотном диапазоне от 400 Гц до 3 10.000 Гц. Время реверберации соответствует времени, необходимому для снижения уровня звука на 60 децибел после прекращения воздействия.

Поглощающая способность определяется на основе двух измерений времени реверберации:

  • TR0 измерено при пустой кабине.
  • TR измеряется по пластине или детали.

В случае пластин водопоглощающая способность материала выражается его коэффициентом поглощения. Для деталей применима скорректированная эквивалентная площадь водопоглощения; коэффициент поглощения также может быть выражен, зная площадь поверхности.

В целях настоящего стандарта коэффициент поглощения представляет собой отношение поглощенной акустической мощности к падающей акустической мощности. Указанная скорректированная эквивалентная поглощающая поверхность соответствует полностью поглощающей поверхности с той же поглощающей способностью, что и исследуемая деталь (коэффициент поглощения = 100 процентов).

Реверберационная камера, используемая в испытаниях, изготовлена ​​из демпфированного стального листа, приваренного к стальной трубчатой ​​конструкции. Ее стенки спроектированы таким образом, чтобы обеспечить высокую звукоизоляцию, что приводит к очень низкому уровню фонового шума во всем диапазоне измерений. Диффузное поле создается за счет асимметрии стенок и ряда прикрепленных к ним отражателей. Габаритные размеры составляют 3170 мм x 2290 мм x 2030 мм, объем 6,44 м³, площадь внутренней поверхности 22,2 м², общий вес без демпфирования 1900 кг, а размеры измеряемых частей варьируются от минимума 0,8 м² до максимума 2,4 м².

Температура в кондиционированной испытательной камере составляет 22 градуса ± 3 градуса, а относительная влажность — 60 процентов ± 10 процентов. Перед испытаниями пластины и детали должны выдерживаться в кондиционированной камере в течение 24 часов.

Перед каждой серией измерений:

  • В камере контролируются температура и относительная влажность; чрезмерно высокая влажность может негативно повлиять на качество высокочастотных измерений.
  • Корпус чистят, потому что пыль и волокна на пластинах изменяют время реверберации.
  • Исходное положение микрофона должно быть правильным, то есть держатель микрофона должен быть выровнен по продольной оси корпуса, а микрофон должен быть направлен в сторону двери.
  • Каждые шесть месяцев:
  • Корпус должен быть надлежащим образом герметизирован: качество уплотнений на уровне дверцы гарантирует отсутствие утечки звука, а уровень звука, излучаемый динамиками, составляет приблизительно 110 дБ на частоте 1.000 Герц.
  • Микрофон следует очистить и откалибровать с помощью калибратора: из-за его горизонтального положения пыль может легко оседать на диафрагме и изменять его характеристики.

В автомобильной промышленности шум, вибрация и жесткость являются критически важными областями для производителей, стремящихся улучшить комфорт и безопасность автомобилей. Стандарт Renault D49 1977B фокусируется на акустических свойствах пористых материалов, используемых в интерьерах и экстерьерах автомобилей.

Распределенное поле — это контролируемая акустическая среда, в которой звуковые волны распределены равномерно, имитируя условия реверберации в салоне автомобиля. Такая установка позволяет исследователям измерять коэффициенты поглощения точнее, чем в условиях свободного поля, что дает практические результаты для реальных применений.

Шум двигателя, шум дороги и турбулентность ветра проникают в салон, вызывая усталость водителя и снижение воспринимаемого качества жизни. Традиционные звукопоглощающие материалы, такие как металлические листы и стекло, обеспечивают лишь ограниченное демпфирование, особенно на средних и высоких частотах. Волокнистые материалы (например, стекловата, войлок) и ячеистые пенопласты (например, полиуретан, полиэтилен) стали перспективными поглотителями звука. Эти пористые структуры рассеивают звуковую энергию за счет потерь на трение и вязкость внутри своей матрицы.

В соответствии с данным стандартом испытываются следующие материалы:

  • Типы волокон: минеральная вата (плотность 20-100 кг/м³), синтетический войлок и иглопробивные нетканые материалы.
  • Типы ячеек: пенополиуретаны с открытыми ячейками (пористость более 90%), полиэтилен с закрытыми ячейками и разновидности вспененного полистирола.
  • Образцы были подготовлены в виде плоских панелей (обычно толщиной 1-5 см) и закреплены на жестких подложках для изоляции собственного поглощения.

Коэффициенты поглощения были получены с использованием метода импульсного отклика, что является усовершенствованием по сравнению с ранее широко используемыми методами стационарных синусоидальных волн. Излучался широкополосный импульс (например, с помощью стартового пистолета или электронного взрыва), и скорость затухания в камере измерялась с образцом и без него. Формула поглощения случайного события включена в стандарт.

Испытания проводятся при температуре 20–25 градусов Цельсия и влажности 50–60%, охватывая частоты от 100 Гц до 5000 Гц в полосах шириной в одну треть октавы. Дифракция на краю минимизируется с помощью закрытых монтажных рамок, а многократные повторения обеспечивают статистическую достоверность (5 для каждого условия). Этот строгий подход контрастирует с более простыми методами, основанными на измерении только обычных явлений и часто переоценивая реальные характеристики.

Влияние этих испытаний на автомобильный дизайн оказалось следующим:

  • Интерьер Renault 12/14: Многослойный войлок в потолочной обшивке обеспечивает снижение уровня шума в салоне на 5-7 дБ на частоте 1000 Гц.
  • Инновации в прототипах: гибридные панели, сочетающие волокнистую основу с ячеистым покрытием, оптимизировали широкополосное поглощение, оказав влияние на последующие модели.
  • За пределами Renault: полученные данные легли в основу стандарта ISO 10534 для пористых абсорберов, вдохновив конкурентов.

В заключение, стандарт Renault D49 1977B остается новаторским исследованием, сочетающим теорию и практику в области звукопоглощения. Акцент на измерениях рассеянного шума предоставил инженерам инструменты для подавления «симфоний» автомобильного шума, проложив путь к созданию современных исключительно тихих электромобилей. В дальнейшем эти принципы будут применяться к экологически чистым альтернативам, таким как переработанный ПЭТ-войлок и биопена.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывает помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «Renault D49 1977B Звукопоглощение в волокнистых и ячеистых материалах в распределенной области».

WhatsApp