Установка для испытания изделий на прочность и устойчивость к воздействию акустических шумов

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к средствам испытания изделий на прочность и устойчивость к воздействию акустических шумов (давлений).
Принцип действия таких устройств основан на возбуждении в замкнутом прямоугольном объеме (камере) с жесткими стенками собственных колебаний звуковым (акустическим) давлением на испытываемый образец.
2
Известен метод малой камеры в применении к исследованиям звукопоглощающих систем при высоких уровнях звука (Акустический журнал. Том 14, вып. 1, 1978 г. - С. 130-132.), в форме замкнутого прямоугольного объема размером 1×h×b=80×50×10 см, где в качестве источника звука используется экспоненциально сужающийся рупор, входное отверстие которого соединено с электродинамическим громкоговорителем и в совокупности дающими уровень звукового давления в 143 дБ. Испытываемый образец имеет размеры 0,05 или 0,08 м и крепится на одну из соответствующих сторон размерами 50×10 см или 80×10 см.
Недостатком такой камеры является область ее использования, ограниченная возможностью исследования в ней звука, испускаемого от рупора с электродинамическим громкоговорителем.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является камера реверберационная по патенту RU №76743 на полезную модель. Камера имеет внешний короб в форме прямой четырехугольной призмы с непараллельными стенками, усеченной непараллельно основанию. Внутри дополнительно установлен такой же короб меньшего размера, отделенный от внешнего звукоизоляционным материалом, а в одном из верхних трехгранных углов расположен источник импульсного шума.
Недостатком вышеуказанных устройств является большой разброс значения акустического давления по объему камеры, что создает неоднородность звукового поля в камере, то есть неравномерность облучения испытуемого изделия, снижая достоверность контроля прочности испытуемого образца.
Задача, на решение которой направлено заявляемое в качестве полезной модели техническое решение, и технический результат от его использования, заключается в получении равномерного облучения звуком испытуемого изделия, что, в конечном итоге, повышает надежность и эффективность контроля его прочности и устойчивости к воздействию акустических шумов.
Для решения поставленной задачи и обеспечения требуемого технического результата в установке акустической для испытания изделий на прочность, включающей в виде замкнутого объема с крышкой камеру, выполненную в виде призмы, усеченной параллельно основанию, источник излучения звука выполнен в виде нескольких акустических колонок (излучателей), установленных (по внешнему объему камеры) по одной в отверстиях всех стенок, дне и крышке камеры.
В варианте выполнения устройства акустические колонки выполнены с разной мощностью излучения, величина которой выбирается из условия пропорциональности мощности излучения колонок геометрическим размерам стенок, обеспечивая равномерность (однородность) акустического поля во всем объеме камеры.
Сущность технического решения поясняется рисунками, где изображен общий вид устройства с открытой крышкой, где обозначено: 1 - стенки камеры; 2 - крышка камеры; 3 - дно камеры; 4 - акустические колонки; 5 - отверстия в стенках для акустических колонок; 6 - кожух акустических колонок; 7 - ножки кожухов.
Установка акустическая представляет собой камеру из жесткого материала (фанеры) замкнутого объема в виде пятиугольной призмы с непараллельными (скошенными) стенками для минимизации переизлучений. В боковых стенках 1, крышке 2 и дне 3 камеры выполнены для установки акустических колонок 4 (динамиков) круглые отверстия (окна) 5. Испытуемое на воздействие акустических шумов изделие устанавливается на решетку на дне 3 камеры. Акустические колонки 4 закрыты кожухом 6, выполненные с ножками 7 (являющиеся продолжением боковых стенок кожухов), на которые опирается вся установка, сохраняя устойчивое положение при работе.
Установка работает следующим образом. Перед началом работ исследуемое изделие размещают на дне 3 камеры и закрывают крышку 2. С помощью акустического источника шума 4 воспроизводится ударная звуковая волна. Параметры сигнала воспринимаются микрофонным датчиком для измерения упругих (свободных) колебаний поверхности контролируемого объекта и далее поступают на обработку измерительной системы (на рисунке не показано).
Установка акустическая (с габаритными размерами камеры: длина 1200 мм, ширина 1280 мм, высота 950 мм) была испытана на максимальный уровень звукового давления 150 дБ (три колонки одной мощности и четыре колонки в два раза меньшей мощности).
Таким образом, распределение акустических излучателей по внешнему объему камеры позволяет получить равномерное облучение исследуемого изделия, улучшить однородность звукового поля внутри камеры и получить минимальный разброс значения акустического давления по всему объемы камеры, увеличивает надежность контроля испытаний изделий на прочность к воздействию акустических давлений, при простоте сборки и технологичности конструкции установки.
При этом не требуется дополнительного подвешивания (размещения) вращающегося объекта неправильной формы так, чтобы постоянно изменять направления отражения звука для повышения диффузности акустического поля в камере.