PROCESY WIBROAKUSTYCZNE - Generacja dźwięku

1.2. GENERACJA DŹWIĘKU

Znając już istotę falową dźwięku możemy przejść do zapoznania się ze sposobem jego generacji w zastosowaniu do wibroakustyki maszyn. Analizując zaś hałas generowany przez dowolną maszynę, jak np. na rys. 1.1., można rozróżnić wiele elementów i układów będących źródłami hałasu, a ogólniej dźwięku. Dzieląc je na różne fizyczne sposoby wytwarzania dźwięku można w ślad za Maleckim [2, s. 148] wyróżnić następujące typy źródeł:

1. Źródła powierzchniowe, gdzie drgania powierzchni są źródłem fali akustycznej w ośrodku (obudowy maszyn).

2. Źródła przepływowe, gdzie dźwięk powstaje jako wtórny efekt burzliwego ruchu ośrodka (ciecze, gazy).

3. Źródła wybuchowe, gdzie wytwarzanie nowej substancji jest źródłem zakłócenia równowagi i fali akustycznej w ośrodku.

4. Źródła termiczne, gdzie lokalne szybkie zmiany temperatury powodując zmianę ciśnienia i gęstości dają w efekcie falę akustyczną (np. palniki przemysłowe ).


Ten fenomenologiczny podział i opis źródeł nie daje informacji o mechanizmie generacji w źródle, który może być np. taki sam dla drgań kulistych czaszy jak i dla hałasu wybuchowego. Chodzi więc o rozpatrzenie takich modeli i mechanizmów generacji dźwięku, które byłyby niezależne od natury generacji. Musimy więc wziąć pod uwagę promieniowanie dźwięku przez źródła elementarne, z których złożone są wszystkie realne źródła dźwięku.


1.2.1. ELEMENTARNE ŹRÓDŁA DŹWIĘKU

Większość zjawisk akustycznych, które odbieramy za pomocą ucha, przekazywana jest za pomocą ośrodka jakim jest powietrze. W dalszych więc rozważaniach ograniczymy się zatem do generacji i propagacji fal dźwiękowych w gazach lub ewentualnie w cieczach. Przy tych założeniach weźmy pod uwagę elementarne źródła dźwięku, typu drgającej płaszczyzny pulsującej kuli tym podobne proste źródła pochodne. Niech sztywna płyta o rozmiarach dużych w porównaniu z długością fali dźwięku drga z amplitudą prędkości v. Na skutek sprężystości i ciągłości otaczającego ośrodka (powietrza) nie następuje oderwanie powietrza od drgającej płyty i zachodzi generacja zaburzeń dźwiękowych w ośrodku.

Wypromieniowana jest zgodna co do kształtu swego frontu z kształtem płyty, a więc jest płaska . Niech dalej dla prostoty drgania płyty będą harmoniczne, jako szczególny przypadek wyrażenia.

czytaj więcej: poniżej załacznik



Autor Czesław CEMPEL
Poznań, maj 1988 r.
Instytut Mechaniki Stosowanej
Politechnika Poznańska