Статистика вопросов за два года вопросы повторяемость

Вид материалаДокументы
Испытания на акустику
I и pзв — текущие значения интенсивности звука и звукового давления; I
А — уровень звуковой энергии, дБ, при Ро=2·10Па; W
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8

Испытания на акустику


Характеристики акустического шума. Звуковая волна характеризуется рядом объективных параметров — ве­личин, не связанных с психофизиологическим восприя­тием звука. Одним из них является звуковая энергия, выражаемая, как и любая другая энергия, в джоулях (Дж). Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через единичную площадку S, перпендикуляр­ную направлению распространения волны, определяет поток звуковой энергии или звуковую мощность Р (Вт). Если направление распростране­ния звуковой волны неизвестно, пользуются плотно­стью звуковой энергии (Дж/м3), т.е. энергией звуковой волны, приходящейся на единицу объема. Рас­пространение звуковой волны в среде создает в ней до­полнительное давление, называемое звуковым дав­лением pзв (Па). Звуковая мощность связана со звуковым давлением соотношением Р = pзвSv, где v — колебательная скорость частиц среды.

Среднюю во времени энергию, переносимую за еди­ницу времени звуковой волной через единичную пло­щадку S, перпендикулярную направлению распространения волны, называют интенсивностью или си­лой звука (Вт/м2): I = P/S = pзвv.

Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость, завися­щая от амплитуды и частоты звукового колебания. Ми­нимально допустимое эффективное звуковое давление, при котором имеет место слуховое восприятие, называ­ют порогом слышимости. На разных частотах порог слышимости различен. Стандартному порогу слы­шимости соответствует эффективное звуковое давление 2·10-5 Па при гармоническом звуковом колебании час­тотой 1 кГц. Максимально допустимое эффективное звуковое давление, превышение которого вызывает ощу­щение боли в ухе, называют порогом болевого ощущения или болевым порогом. Стандарт­ному болевому порогу соответствует эффективное давле­ние 20 Па при гармоническом звуковом колебании час­тотой 1 кГц.

Для характеристики величин, определяющих воспри­ятие звука, существенны не столько абсолютные значе­ния интенсивности звука и звукового давления, сколько их отношения к пороговым значениям. Поэтому на практике вводят понятие относительных уровней интен­сивности звука и звукового давления. Если интенсивно­сти двух звуковых волн равны I и I0, то разностью уров­ней этих интенсивностей называют логарифм отношения I/I0. За единицу разности уровней принимают бел (Б) — разность уровней двух интенсивностей (или давлений), отношение которых равно десяти, соответственно деся­тичный логарифм отношения равен единице. Десятую часть бела, соответствующую логарифму отношения, равному 0,1, называют децибелом (дБ). Измеренная в децибелах разность уровней интенсивностей и давле­ний определяется формулой

L=10lg(I/I0)-20lg(pзв/p0),

где I и pзв — текущие значения интенсивности звука и звукового давления; I 0 и ро — значения указанных ве­личин, соответствующие порогу слышимости (I 0 = = 10-12 Вт/м2; p0=2·10-5 Па).

Методы испытания. Испытание на воздействие акустического шума повышенного уровня проводят с целью определения способности ЭС выполнять в условиях дан­ного воздействия свои функции и сохранять параметры в пределах норм, указанных в программе испытаний и ТУ. Для проведения данного испытания необходимо создавать звуковое давление до 175 дБ в широком диа­пазоне частот.

При испытании на акустические нагрузки на ЭС воз­действует случайный акустический шум или акустиче­ский тон (гармоническое звуковое колебание определен­ной частоты) меняющейся частоты. Режим испытания в обоих случаях определяется заданным уровнем звуко­вого давления для соответствующей степени жесткости.

Испытание на воздействие случайного акустического шума проводят путем воздействия на ЭС шума с задан­ным равномерным звуковым давлением в определенном спектре частот, взятом из диапазона 125...10 000 Гц. Про­должительность воздействия акустического шума должна составлять 5 мин, если не требуется большее время для контроля и/или измерения параметров изделия. При испытании необходимо выявить резонансные частоты изделия, на которых амплитуда колебаний точек креп­ления максимальна, и проводить контроль параметров ЭС. Для контроля рекомендуется выбирать такие пара­метры, по изменению которых можно судить об устойчи­вости к воздействию акустического шума ЭС в целом (например, искажение выходного сигнала или изменение его значения, целостность электрической цепи).

Испытание на воздействие акустического тона меня­ющейся частоты проводят в том же диапазоне частот при плавном изменении частоты от низшей к высшей и на­оборот (один цикл) по всему диапазону. При этом в диа­пазоне частот 200...1000 Гц уровень звукового давления должен соответствовать указанному в табл. 3.10. На частотах ниже 200 Гц и выше 1000 Гц должно происхо­дить снижение уровня на бдБ/окт. относительно уровня на частоте 1000 Гц. Испытание проводят в течение 30 мин, если не требуется большее время для контроля параметров ЭС. При регистрации параметров ЭС опре­деляют их изменения как функцию частоты акустическо­го воздействия.

Первый из рассмотренных методов предпочтительнее, когда испытываемые изделия имеют несколько собст­венных резонансных частот и сложную конструкцию, второй — при испытании простых по конструкции изде­лий, которые не имеют резонансных частот или число их мало в диапазоне до 10 000 Гц, а также когда необходи­мо выявить элементы конструкции, критичные к воздей­ствию звукового давления определенной частоты.

Устройства для испытания. Испытание изделия на воздействие акустического шума осуществляют: на от­крытом стенде с работающим двигателем, в закрытых блоках с натурным источником шума, в акустических камерах. На открытом стенде с работающим двигателем испытывают крупногабаритные изделия. Требуемые уровни нагрузок достигаются соответствующим располо­жением испытываемых ЭС относительно источника шу­ма. Испытание в закрытых блоках проводят при более высоких акустических нагрузках. При этом звуковое по­ле несколько искажается по сравнению с условиями экс­плуатации.

Широкое распространение получили испытания изделий в реверберационных акустических камерах. Важ­нейшей целью при проектировании таких камер являет­ся достижение диффузного звукового поля в рабочем диапазоне частот. Это означает, что все моды акустиче­ского тона равномерно распределены по частоте и все направления распространения звуковой энергии равно­вероятны. Диффузность звукового поля обеспечивается оптимальной формой и достаточно большим объемом камеры, высокой отражательной способностью внутрен­них поверхностей, соответствующим выбором и распо­ложением рупоров (согласующих устройств) и источ­ников шума. Предпочтительная форма камеры — неправильный пятиугольник, размеры сторон которого превышают наибольшие габаритные размеры испыты­ваемого изделия не менее чем в два раза.

В качестве звуковых источников используют сирены высокой мощности, приводимые в действие сжатым воз­духом, или мощные громкоговорители. Суммарная аку­стическая мощность источников шума в соответствую­щих полосах частот должна быть распределена на ми­нимальное число рупоров. При этом необходима высокая эффективность излучения звука рупора, геометрические размеры которого выбирают из условия d≥c/(fкрπ), где d — диаметр выходного сечения рупора; с — скорость звука; fкр—критическая частота рупора, ниже которой эффективность излучения резко падает.

Чтобы обеспечить хорошую акустическую связь реверберационной камеры с источниками шума, рупоры рекомендуется располагать вблизи углов камеры. Для получения высокого звукового давления в качестве воз­будителя применяют генераторы звука. Принцип дейст­вия их основан на преобразовании кинетической энергии струи воздуха (газа) в акустическую энергию большой мощности. Число генераторов звука, их частотный диа­пазон и мощность выбирают из условия воспроизведе­ния нагрузок в широком спектре частот с неравномерной спектральной плотностью. Для одного источника энер­гии средний уровень звукового давления в камере мо­жет быть найден из уравнения

A = l0lgW — 101ga + 136,

где А — уровень звуковой энергии, дБ, при Ро=2·10-5Па; W — мощность генератора, Вт; а — общее по­глощение звука, дБ (1 дБ определяется как эквивалент поглощения звука 929 см2 совершенно черной поверх­ности).

Обычно при испытании измеряют звуковое давление, деформацию и вибрацию. Для этого в комплекс техноло­гического оборудования камеры включают систему сбо­ра, измерений и обработки данных с использованием ЭВМ. Эта система позволяет контролировать средние квадратические значения измеряемых величин в ходе эксперимента, регистрировать процессы на магнитной ленте и затем обрабатывать их на анализаторах с высо­кой разрешающей способностью.