Звукоизоляция сэндвич-панелей с присоединенными облицовками

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований звукоизоляции сэндвич-панелей. Исследованы образцы сэндвич-панелей со склейкой облицовок и среднего слоя и сэндвич-панели с акустическим разобщением облицовок и среднего слоя. Теоретические исследования проведены на базе теории самосогласования волновых полей с учетом резонансной и инерционной составляющих прохождения звука. Определены резервы повышения звукоизоляции сэндвич-панелей как разница между собственной звукоизоляцией и предельной звукоизоляцией ограждения. Предельная звукоизоляция ограждения соответствует инерционному прохождению звука, при этом резонансная составляющая отсутствует. По результатам проведенных теоретических исследований определены способы повышения звукоизоляции сэндвич-панелей, представленные в виде схемы. В данной статье рассмотрен один из способов повышения звукоизоляции сэндвич-панелей путем присоединения дополнительных облицовок из листовых материалов. Приведены частотные характеристики коэффициентов резонансного и инерционного прохождения звука через исследуемые сэндвич-панели. Результаты экспериментальных измерений подтверждают теоретические выводы об эффективности применения присоединенных облицовок для повышения звукоизоляции сэндвич-панелей в нормируемом диапазоне частот. Повышение звукоизоляции обеспечивается за счет снижения резонансного и инерционного прохождения звука через сэндвич-панели при смещении резонансной частоты системы масса – упругость – масса в диапазон более низких частот.

В.Н. БОБЫЛЕВ¹, чл.-корр. РААСН, канд. техн. наук,
П.А. ГРЕБНЕВ¹, канд. техн. наук;
В.И. ЕРОФЕЕВ², д-р физ.-мат. наук;
Д.В. МОНИЧ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Л.А. ТИХОМИРОВ³, инженер;
Д.С. КУЗЬМИН¹, инженер

¹ Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65)
² Институт проблем машиностроения РАН – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук» (603024, г. Нижний Новгород, ул. Белинского, 85)
³ Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук(127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

1. Kurtze G. Bending wave propagation in multilayer plates. Journal of the Acoustical Society of America. 1959. Vol. 31, No. 9, pp. 1183–1201.
2. Dym C.L., Lang M.A. Transmission of sound through sandwich panels. Journal of Acoustical Society of America. 1974. Vol. 56, No. 5, pp. 1525–1532.
3. Moore J.A., Lyon R.H. Sound transmission loss characteristics of sandwich panel constructions. Journal of Acoustical Society of America. 1991. Vol. 89, pp. 777–791.
4. Bolton J.S., Shlau N.M., Kang Y.J. Sound transmission through multi-panel structures lined with elastic porous material. Journal of Sound and Vibration. 1996. Vol. 191, 3, pp. 317–347.
5. Lang M. A., Dym C. L. Optimal acoustic design of sandwich panels. Part 2. Journal of the Acoustical Society of America. 1975. Vol. 57, No. 6, pp. 1481–1487.
6. Dijckmans A., Vermeir G. Optimization of the acoustic performances of lightweight sandwich roof elements. Proceedings of «INTER-NOISE-2009», Ottawa, Canada. 2009, pp. 23–26.
7. Заборов В.И., Клячко Л.Н., Новиков И.И. О звукоизоляции трехслойными конструкциями // Акустический журнал. 1984. Т. ХХХ. Вып. 4. С. 482–485.
7. Zaborov V.I., Klyachko L.N., Novikov I.I. O zvukoizolyatsii trekhsloinymi kon-struktsiyami. Akusticheskii zhurnal. 1984. Vol. XXX, No. 4, pp. 482–485. (In Russian).
8. Thamburaj P., Sun J.Q., Optimization of Anisotropic Sandwich Beams for Higher Sound Transmission Loss. Journal of Sound and Vibration. 2001. Vol. 254, pp. 23–36.
9. Wawrzynowicz A., Krzaczek M., Tejchman J. Experiments and FE analyses on airbone sound properties of composite structural insulated panels. Archives of acoustics. 2014. Vol. 39, No. 3, pp. 351–364.
10. Hwang S., Kim J., Lee S., Kwun H. Prediction of sound reduction index of double sandwich panel. Applied Acoustics. 2015. Vol. 93, pp. 44–50.
11. Liu Y., Sebastian А. Effects of external and gap mean flows on sound transmission through a double-wall sandwich panel. Journal of Sound and Vibration. 2015. Vol. 344, pp. 399–415.
12. Liu Y., Catalan J.-C. External mean flow influence on sound transmission through finite clamped double-wall sandwich panels. Journal of Sound and Vibration. 2017. Vol. 405, pp. 269–286.
13. Liu Y., Catalan J.-C. Effects of external and air gap flows on sound transmission through finite clamped double-panel sandwich structures. Composite Structures. 2018. Vol. 203, pp. 286–299.
14. Седов М.С. Звукоизоляция. В кн.: Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Под ред. Н.И. Иванова. СПб.: Политехника, 1992. С. 68–106.
14. Sedov M.S. Zvukoizolyatsiya. V kn.: Tekhnicheskaya akustika transportnykh mashin, spravochnik. Pod red. N.I. Ivanova [Sound insulation. In the book: Technical Acoustics of Transport Machines, Handbook, Edited by N.I. Ivanov]. Saint Petersburg: Politekhnika. 1992, pp. 68–106.
15. Sedov M.S. Effect of breaking free waves in thin plates of double construction: Proceedings of Fourth international congress on sound and vibration, edited by M.J. Crocker and N.I. Ivanov. Saint Petersburg. 1996, pp. 1073–1076.
16. Гребнев П.А. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий из сэндвич-панелей. Дис. … канд. техн. наук. Н. Новгород, 2016. 186 с.
16. Grebnev P.A. Sound insulation of building enclousers from sandwich panels. Cand. Diss. (Engineering). Nizhny Novgorod. 2016. 186 p. (In Russian).
17. Bobylyov V.N., Tishkov V.А., Monich D.V., Dymchenko V.V., Grebnev P.A. Experimental study of sound insulation in multilayer enclosing structures. Noise Control Engineering Journal. 2014. Vol. 62, 5, pp. 354–359.