Шумы и вибрации

	Содержание исследований			Современное состояние исследований
	Исторический обзор			Исследования в Акустическом институте
	Прикладное применение

Содержание исследований

Одной из важнейших научно-технических проблем акустической науки является исследование закономерностей возникновения и распространения вибрации и шума по конструкциям (сложным механическим, строительным и др. структурам), а также разработка методов и средств снижения вибрации и шума с целью уменьшения их вредного влияния на человека и окружающую среду.

Исторический обзор

Теоретические и экспериментальные исследования шумов и вибраций и разработка средств их снижения на пути распространения проводятся в Акустическом институте им. акад. Н.Н.Андреева с начала 50-х годов. Основоположниками этого направления являются А.В.Римский-Корсаков (1910 - 2002 г.г.) и Б.Д.Тартаковский (1911-1992 г.г.). Еще в 1953 г. в Акустической лаборатории ФИАНа им. П. И. Лебедева, на базе которой 1 января 1954 г. образовался Акустический институт, по предложению Б. Д. Тартаковского была начата разработка проблемы вибропоглощения, принципиально нового метода борьбы с вибрацией и шумом (обусловленным вибрацией) на производстве и транспорте.

В последующие годы был создан ряд вибропоглощающих материалов ("Агат", "ВМЛ-25", "Випонит" и др.), успешно используемых для снижения шумности промышленнных изделий, улучшения условий труда на производстве и повышения комфортабельности транспорта. Метод и средства вибропоглощения получили широкое распространение и в настоящее время применяются многими предприятиями наряду с классическими методами и средствами звуко- и виброизоляции и звукопоглощения. В лаборатории был выполнен большой цикл исследований по распространению и демпфированию вибрации упругих структур (пластин, простых и армированных оболочек и т.п.) и излучению ими шума в окружающую среду.

С 1963 г. в лаборатории начались работы по активным методам компенсации вибрационных и звуковых полей. Полученные в восьмидесятых годах теоретические и экспериментальные результаты и непрерывно увеличивающийся объем отечественных и зарубежных публикаций подтвердили правильность и плодотворность данного научного направления. Достигнут существенный прогресс в переходе от научных идей к практической реализации систем активной компенсации.

В 1965-1975 г.г. проводились значительные работы по использованию статистических методов для оценки вибрационного поля; позже статистические методы применялись для определения связи вибрационного и излучаемого звуковых полей, изучения распространения вибрации по неоднородным структурам.

С 1980 г. проводятся обширные исследования по использованию энергетических методов для оценки распределения и интенсивности виброакустических полей: диффузно-энергетического метода для расчёта распределения шума в системе связанных помещений, статистического-энергетического метода оценки вибрационного поля сложных многоэлементных многосвязных механических структур, спектрально-энергетического метода для расчёта уровней и пространственных характеристик направленности шума, излучаемого вибрирующими телами и структурами сложной конфигурации.

Прикладное применение

В основном исследования и разработки направлены на:

• снижение вибраций и шума источников колебаний;
• уменьшение степени передачи звуковой энергии на пути распространения вибрации и шума;
• создание "оптимальной" акустики помещений с целью обеспечения комфортных условий деятельности и обитания человека.

Исследования по целевым программам направлены на снижение шума на транспорте, в области строительства и архитектурной акустики, объектах газо- и нефтедобывающей промышленности и др.

Современное состояние исследований

Исследования и разработки по проблеме "Вибрации и шумы" направлены в основном на решение конкретных практических задач, возникающих вследствие повышения требований к предельным уровням шума и вибраций в местах жизнедеятельности человека. Наибольшее количество разработок связано с созданием способов и средств уменьшения шума и вибраций за счет оптимального комплексного сочетания средств вибропоглощения, виброизоляции, звукопоглощения, звукоизоляции, а также применения легких, прочных, экологически чистых и высокоэффективных виброакустических материалов и конструкций.

Исследования в Акустическом институте

Лаборатория методов и средств борьбы с шумом и вибрациями занимается теоретическими и экспериментальными исследованиями в области колебаний, излучения и демпфирования упругих конструкций, сложных механических структур (рамных, корпусных, строительных), машин и механизмов, разрабатывает методы снижения структурных шумов и вибраций, а также методы защиты жилых и производственных помещений от проникающих шума и вибрации путём комплексного использования современных средств пассивной и активной звуко- и виброизоляции и поглощения.

Основными направлениями являются:

• разработка теоретических основ метода расчёта распространения шума и вибрации по сложным многоэлементным структурам типа пространственных рамных конструкций, корпусов транспортных средств, многоэтажных многоквартирных строений и др. с учётом взаимного влияния шума и вибрации;
• разработка теоретических основ методов рационального размещения вибродемпфирующих покрытий на элементах конструкций типа стержней, пластин и оболочек, а также на сложных многоэлементных многосвязных механических структурах;
• разработка методов расчета колебаний, диссипативных характеристик и звукоизоляции многослойных пластин и оболочек, состоящих из чередующихся упругих и поглощающих слоев;
• разработка вибропоглощающих покрытий интерференционного типа;
• разработка теоретических основ методов звукопоглощения, основанных на интерференции звуковых волн и уменьшении отражения звуковых волн от поглощающей конструкции за счёт лучшего согласования её акустического импеданса;
• разработка теоретических основ и метода синтеза многослойных звукопоглощающих и изолирующих конструкций с заданной частотной характеристикой эффективности;
• разработка способов и средств уменьшения вибраций и шума источников колебаний;
• разработка методов прогнозирования пространственного распределения шумового поля конструкций.
• разработка алгоритмов и устройств активного снижения шумов и вибрации;
• разработка алгоритмов для повышения устойчивости и надежности устройств активного снижения шумов и вибрации;
• разработка программного обеспечения для расчетов оптимального применения активных и пассивных средств снижения шумов;
• разработка алгоритмов активного управления временем реверберации.

Результаты исследований нашли воплощение в следующих акустических средствах снижения шумов и вибраций:

• высокоэффективное шумозаглушающее покрытие "акустически короткозамкнутого" типа, в основу действия которого, помимо традиционного звукопоглощения, положен физический механизм интерференции звуковых волн, приводящей к их пассивной взаимной компенсации, а также шумозаглушающее покрытие рупорного типа с согласованным акустическим импедансом;
• звукоизолирующие и вибропоглощающие трудногорючие и экологически чистые конструкционные материалы;
• вибропоглощающие покрытия интерференционного типа с настраиваемым по частоте максимумом пространственного затухания вибрации, распространяющейся по конструкции;
• оптимально вибродемпфированный конструкционный элемент (прямоугольная пластина), характеризуемый максимальным вибропоглощением при минимальной массе наносимого покрытия;
• компьютерная программа для синтеза рациональных многослойных звукопоглощающих и изолирующих конструкций с требуемой частотной характеристикой эффективности (UNI_2);
• компьютерная программа для определения необходимой величины звукоизоляции ограждений и звукопоглощения в помещении, защищаемом от воздействия внешних шумов с заданными уровнями интенсивности;
• компьютерная программа, позволяющая рассчитать взаимосвязанное распространение шума и вибрации по сложным многоэлементным многосвязным конструкциям, оптимально распределить на конструкции вибропоглощающее покрытие заданного объёма, а также, в комплексе с упомянутыми ранее программами, подобрать и синтезировать структуру рациональных средств звукоизоляции и звукопоглощения защищаемого помещения (помещений), необходимых для снижения шума до требуемых норм (StatmodV2). Программа StatmodV2 является базовым звеном проектирования вибро- и шумозащиты сложных механических структур;
• адаптивные активные методы и средства снижения шумов и вибраций механизмов и оборудования;
• устройства для активного снижения шума.

• оказание консультаций по вопросам снижения шума и вибрации в жилых и производственных помещениях;
• выявление причин повышенного шума и вибрации с разработкой способов их снижения;
• проектирование конструкций, обеспечивающих снижение шума и вибрации в жилых и производственных помещениях на заданную величину при минимизации объема требуемых материалов;
• выполнение экспериментальных исследований параметров вибропоглощающих и звукопоглощающих материалов и звукоизолирующих конструкций;
• разработка рекомендаций по улучшению акустики помещений.

Контактные телефоны: (499) 723 6610; (499) 723 6551 (активные методы).