Изучите концепции, инструменты, приложения и технические термины, составляющие мир качества. Для получения дополнительных определений просмотрите онлайн-глоссарий терминов качества, аббревиатур и ключевых людей в истории качества.
Определение Глоссария качества: Испытания на воздействие акустической вибрации (акустического шума)
Испытание на воздействие акустической вибрации (акустического шума) проводят с целью определения способности образца работать или сохранять работоспособность при воздействии нормированного высокоинтенсивного акустического шума.
Основная цель проведения акустических испытаний – выявление акустических параметров материалов, изделий, объектов, чтобы оценить степень их стойкости (устойчивости) в условиях повышенного воздействия шумов, возможность сохранения работоспособности в этих условиях, а также степень их влияния на иные материалы в общей конструкции объекта.
Акустические испытания востребованы в ряде сфер:
При проведении акустических испытаниях широко используют аэродинамические трубы и безэховые камеры: это позволяет обеспечить бесшумную уникальную среду, в которой можно сохранить «чистоту эксперимента».
Для этого важны акустические параметры ее материалов. В архитектуре и проектировании уделяется большое внимание влиянию материалов на свойства среды (поглощаемость, отражение, снижение интенсивности при передаче и пр.) Главное требование к исследованию – стабильность и точность, с возможностью обновления прогнозных схем с учетом полученных данных.
С этой целью подбирают акустический материал применительно к конкретным параметрам звука. Это непросто: материалы неодинаково воздействуют на составляющие звука (к примеру, на высокие частоты). Второй важный аспект – взаимодействие материала с другими, а также итоговая конфигурация и реакция на акустическое воздействие, которые тоже влияют на акустические параметры материалов (например, обшивки двигателя). При этом систематизируются акустические параметры материала не только до окончательного оформления конструкции, но и после него.
В лабораторных исследованиях чаще всего фигурируют безэховые либо реверберационные камеры (хотя это не единственные способы выявления акустических параметров).
Первые – это помещения, где заглушаются отраженные от стен шумы за счет уникального звукопоглотителя (такой материал сделан на волокнисто-пористой основе, обернутой чехлом).
Камеры второго типа – помещения со звуко- и виброизоляцией, нередко просторные, в них проводят исследования и отдельно взятых образцов, и целостных объектов. Равномерное распределение звука возможно за счет неоднократного повторного отражения от внутренних непараллельных стенок.
Стандартная комплектация акустической камеры включает в себя типичные элементы:
Рассмотрим более подробно каждый пункт.
Источники акустического воздействия – чаще всего генераторы, работающие по таким принципам:
Электродинамические громкоговорители имеют разные методы излучения (диффузорное либо рупорное). У них может быть узкий диапазон либо широкий (это разные виды приборов).
Рупоры – обычно применяются для активизации звукового давления, повышения эффективности и формирования вектора излучения источников шумов.
Блок управления – позволяет координировать работу акустических систем, синхронизировать управление разными излучателями согласно фазе, снять контрольные показатели датчиков и уравновесить работу каналов. Иногда на испытаниях задействованы сотни датчиков. ПО должно предусматривать настройки источников акустического воздействия и моделировать заданный режим исследований (спектры, полоса частот, специфика сигнала на выходе, нагрузка исходя из распределения звукового воздействия).
Блок систематизации и обработки сведений – имеет вид отдельной системы либо входит в общую систему управления. При большом потоке сведений измерительных датчиков важно, чтобы блок мог сохранять синхронизацию множества каналов.
В ПО следует предусмотреть потенциал изучения сигналов в режиме реального времени (автоспектр мощности, октавный, третьоктавный, дробьоктавный анализ, специфика и интенсивность звукового воздействия, вектор направленности) и также для операций, которые последуют после эксперимента.
Датчики – это микрофоны, приспособления фиксации звукового давления, измерители шума и пр.
Чтобы провести исследование на влияние акустического поля, проводятся такие виды мероприятий: наземные, сразу на объекте; на специальном стенде; в закрытых боксах; в акустических камерах. Они реализуются за счет одновременного влияния бегущих волн и реверберационных акустических полей. Стоячие волны, которые образуются внутри исследуемых конфигураций и объектов пустот, могут оказаться в резонансе и создавать повышенный локальный порог звукового давления. Выбрать оптимальное испытание для объекта можно на основании реальных параметров в ходе эксплуатации либо на основании определённых общих шумовых порогов для точно обозначенных условий использования объекта.
Но наилучшим способом проверки объекта являются все же наземные испытания объекта: они часто становятся заключительным этапом проверок, определяя возможность допуска к эксплуатации. Важный аспект – высокая стоимость такого рода мероприятий, так как генераторы акустического поля должны работать на максимальном своем режиме.
Проверка, проводимая на открытом стенде, несмотря на объективные погрешности в сравнении с «полевыми» условиями работ, позволяет снизить затраты на эксперимент. Плюсы этого вида испытаний – возможность исследовать крупные изделия, а также экономия времени: полная нагрузка достигается определенным положением изделий по отношению к генераторам шума. Режим проверки задают исходя из естественных рабочих параметров звуковых нагрузок и изменений в контрольных точках поверхности объекта.
Испытания в закрытых боксах дают возможность усилить акустическое воздействие, по сравнению с предыдущим видом испытаний, что позволяет ускорить процесс изучения. Минус такого подхода – определенные искажения звукового поля, если сопоставлять с натурной средой.
Все чаще становятся востребованными испытания в специальных акустических камерах, позволяющих воспроизвести нагрузку, максимально приближенную к естественным условиям. Но в этом случае есть существенные ограничения по объему и габаритам: не все объекты могут подойти для такого рода исследований. Режим звукового воздействия определяется спецификой изделия (продукта).
а) Влияние на объект акустического шума с одинаковой плотностью спектра ускорения в полном стандартном диапазоне частот.
б) Воздействие тона изменяющейся частоты в указанном диапазоне (используется для нахождения схожих по частоте пороговых рабочих частот и для подробной проверки работоспособности образца в данных условиях, чтобы оценить его устойчивость или стойкость).
При равном излучении акустической энергии порог звукового давления в волноводе бегущей волны больше в сравнении с тем, что получается в реверберационной камере. Этот порог обусловлен акустической энергией источника, периметром поперечного сечения и конфигурацией волновода. Обычно получаются уровни, как минимум, на 10 дБ больше, чем в камере.
ГОСТ РВ 20.57.416-98, ГОСТ РВ 20.57.305-98, ГОСТ РВ 20.57.306-98, ГОСТ РВ 20.57.307-98, ГОСТ 30630.1.5-2013, ГОСТ Р ИСО 1680-2012, ИСО 3741:2010, ИСО 3743-1:2010, ИСО 3743-2:1994, ИСО 3744:2010, ИСО 3745:2012, ИСО 3746:2010, ИСО 3747:2010, ИСО 4871:1996, ИСО 7574-1:1985, ИСО 7574-4:1985, ИСО 7779:2010, ИСО 9614-1:1993, ИСО 9614-2:1996, ИСО 11203:1995, МЭК 60034-1:2004, МЭК 61672-1:2002, МЭК 61672-2:2003.
Суммируя сказанное, отметим, что методика и разновидности акустических испытаний зависят, прежде всего, от параметров, характеристик и даже габаритов исследуемого объекта: это может быть отдельная единица техники, механизм, прибор, образец материала либо отдельный полномасштабный объект. Следующим важным фактором являются цели заказчика, технические требования, заданные регламентом.