بررسی انتقال صوت در پانل‌های مستطیلی مرکب تحت برخورد موج با دو زاویه‌ی مختلف

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

10.22044/jsfm.2023.12649.3690

چکیده

امروزه، پانل‌های ساخته شده از مواد مرکب به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند و مطالعه‌ی رفتار این پانل‌ها تحت ارتعاشات صوتی، یکی از موارد دارای اهمیت در تحلیل‌های مهندسی است. در این تحقیق عباراتی برای فرکانس‌های بحرانی، انطباقی و افت انتقال صوت در پانل‌های مستطیلی نازک و ضخیم ایزوتروپیک و ارتوتروپیک با طول بی‌نهایت به روش تحلیلی استحصال شده است. همچنین اثرات زوایای برخورد، سمتی و عدد ماخ مورد بررسی قرار گرفته و فرکانس بحرانی و افت انتقال صوت محاسبه شده با تحقیقات دیگر اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می‌دهد که فرکانس‌های بحرانی و انطباقی و میزان افت انتقال صوت تحت تاثیر عواملی چون رفتار ارتوتروپیک پانل و ضخامت آن، زوایای برخورد و سمتی، عدد ماخ موج صوتی و انعطاف‌پذیری برشی عرضی قرار دارد. براساس نمودارهای حاصله، افزایش زوایای برخورد و سمتی موجب افزایش فرکانس بحرانی و افت انتقال صوت می‌شود در حالی که افزایش پارامتر ارتوتروپیک اثر معکوس دارد. از طرفی افزایش عدد ماخ و کاهش ضخامت پانل نیز موجب کاهش افت انتقال صوت و افزایش فرکانس بحرانی پانل می‌گردد و همچنین با افزایش انعطاف‌پذیری برشی عرضی پانل، فرکانس بحرانی پانل، افزایش می‌یابد. روند تغییرات فرکانس انطباقی نیز نسبت به پارامترهای موثر بجز زاویه برخورد، مشابه روندهای ذکر شده برای فرکانس بحرانی است. مطابق نتایج ارایه شده فرکانس انطباقی پانل، بر خلاف فرکانس بحرانی، با افزایش زاویه برخورد، کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Reynolds DD (1981) Engineering Principles of Acoustics Noise and Vibration. Boston, MA. Allyn & Bacon.
[2] Cremer L, Heckl M  (2013) Structure-borne sound structural vibrations and sound radiation at audio frequencies. Springer Science & Business Media.
[3] Norton MP, Karczub DG  (2003) Fundamentals of noise and vibration analysis for engineers. Cambridge university press.
[4] Heckl M (1981) The tenth Sir Richard Fairey memorial lecture. Sound transmission in buildings. J. Sound Vib. 77(2): 165-189.
[5] Narayanan S, Shanbhag R (1982) Sound transmission through a damped sandwich panel. J. Sound Vib. 80(3): 315-327.
[6] Eaton D (1987) ESA PSS-03-1201 Issue 1. Structural acoustic design manual.
[7] Beranek L (1971) Noise and vibration control (Papers on noise and vibration control covering acoustics in free space, outdoors, small enclosures and rooms, measurement, analysis and design problems).
[8] Guyader J, Lesueur C (1978) Acoustic transmission through orthotropic multilayered plates, part II: transmission loss. J. Sound Vib.58(1): 69-86.
[9] Renji  K, Nair P, Narayanan S (1997) Critical and coincidence frequencies of flat panels. J. Sound Vib.205(1): 19-32.
[10] Talebi Tooti R, Choudari Khameneh AM (2016) Sound transmission across double-walled orthotropic cylindrical shells under incidence wave with two various angles based on the three-dimensional elasticity theory. Mod. Mech. Eng. 16(9): 1-11.
[11] Jafari AA, Golzari M, and Jafari MS (2017) Sound transmission loss through triple-walled sandwich cylindrical shells in the presence of external flow. Mod. Mech. Eng. 17(10): 439-450.
[12] Amirinezhad H, Tarkashvand A, Talebi Tooti R (2020) Acoustic wave transmission through a polymeric foam plate using the mathematical model of functionally graded viscoelastic (FGV) material. Thin-Walled Struct. 148: 106466.
[13] Frampton KD (2005) The effect of flow-induced coupling on sound radiation from convected fluid loaded plates.  J. Acoust. Soc. Am. 117(3): 1129-1137.
[14] Xin F, Lu T (2010) Analytical modeling of sound transmission across finite aeroelastic panels in convected fluids. J. Acoust. Soc. Am. 128(3): 1097-1107.
[15] Clarkson B, Pope R (1981) Experimental determination of modal densities and loss factors of flat plates and cylinders. J. Sound Vib. 77(4): 535-549.
[16] Renji K, Nair P, Narayanan S (1996) Modal density of spacecraft structural elements. J. Spacecr. Technol. 6(2): 40-48.
[17] Jones RM (1998) Mechanics of composite materials. CRC press.
[18] Renji K, Nair P, Narayanan S  (1996) Modal density of composite honeycomb sandwich panels. J. Sound Vib.195(5): 687-699.
[19] Ghinet S, Atalla N, Osman H (2006) Diffuse field transmission into infinite sandwich composite and laminate composite cylinders. J. Sound Vib. 289(4-5): 745-778.
[20] Liu Y, He C (2015) On sound transmission through double-walled cylindrical shells lined with poroelastic material: comparison with Zhou׳ s results and further effect of external mean flow. J. Sound Vib. 358: 192-198.
[21] Talebitooti R, Zarastvand M, Sharif Rouhani AH (2019), Investigating hyperbolic shear deformation theory on vibroacoustic behavior of the infinite functionally graded thick plate.  Lat. Am. J. Solids Struct. 16.
[22] Ghafouri M, Ghassabi M, Zarastvand M.R, Talebitooti R (2022) Sound propagation of three-dimensional sandwich panels: influence of three-dimensional re-entrant auxetic core. AIAA J. 60(11): 6374-6384.
 
[23] Roussos LA, (1985) Noise transmission loss of a rectangular plate in an infinite baffle, NASA TR 2398, Washington, DC.