Eingebaute Vibrationskontrolle für schalldichte Räume

Forscher haben festgestellt, wie eingebaute Resonatoren in einer Vielzahl von Szenarien mit Vibrationen umgehen. Resonatoren sind Geräte, die helfen, Vibrationen zu bewältigen – einige Fahrzeuge haben sie, um die Geräusche zu begrenzen, die vom Schalldämpfer eines Autos ausgestrahlt werden, und einige Brücken und Gebäude verwenden sie, um Lärm und Bewegung von diesen Strukturen zu begrenzen. Resonatoren verwenden federähnliche Schwingungen, um Vibrationen zu kontrollieren und zu verändern – einige absorbieren und neutralisieren sie, während andere sie verstärken und an bestimmte Orte leiten.

Frühere Studien untersuchten, wie Resonatoren verwendet werden können, um Schall zu kontrollieren, der durch Wände geleitet wird, oder um die Vibrationen von fahrenden Fahrzeugen zu reduzieren. Diese Studien konzentrierten sich auf das Hinzufügen eines Resonators zu einer bestehenden Struktur oder einem Fahrzeugteil. Die neue Studie ergab, dass das direkte Schneiden von Resonatoren in die Wand oder das Fahrzeugmaterial die Vibrationen unterdrückt, die sich ausbreiten könnten.

Die Forscher schnitten Resonatoren in rechteckige Acrylplatten, um zu bestimmen, was passieren könnte, wenn Resonatoren direkt in ein Material geschnitten und nicht später hinzugefügt würden. In der Studie wurden eingeschnittene Resonatoren nicht direkt mit denen verglichen, die hinzugefügt wurden. Cut-in-Resonatoren sind stromlinienförmiger als angebaute Resonatoren und wären bessere Optionen für Anwendungen, bei denen es auf Platz ankommt – zum Beispiel beim Bau eines Flugzeugs oder einer Wand.

Die Forscher hielten die Platten mit verschiedenen Mechanismen an Ort und Stelle – einige wurden festgeklemmt, einige wurden in der Luft aufgehängt und einige wurden von Stützen gehalten. Dann schlugen sie mit einem mechanisierten Hammer auf die Platten und maßen die Kraft der Vibrationen, die von jeder Platte nach dem Aufprall des Hammers erzeugt wurden. Sie behielten eine Platte unverändert als Kontrolle.

Sie fanden heraus, dass die Vibrationen auf den unveränderten Platten weiter wanderten als auf denen mit eingebauten Resonatoren. Die Resonatoren, so zeigten ihre Experimente, halfen den Platten, sich zu biegen und die Vibrationen des Hammers zu absorbieren.

Die Experimente wurden entwickelt, um ein Design zu testen, das mehrere reale Anwendungen haben und für schalldichte Wände verwendet werden könnte. Es könnte auch verwendet werden, um Flugzeugrahmen zu bauen, die automatisch den Schall verringern, der in die Kabine eintritt; B. eine sandwichartige Konstruktion, die aus einer leichten Platte mit eingebautem Resonator zwischen zwei Rigipsplatten besteht oder innerhalb der Wände eines Flugzeugs geschichtet ist. Dies könnte verwendet werden, um Vibrationen des gesamten Systems zu reduzieren, ohne die Aerodynamik oder den Wirkungsgrad zu verringern, da Masse eliminiert wird.

Die Resonatoren waren auch in der Lage, Vibrationen zu absorbieren, unabhängig davon, wie die Platten an Ort und Stelle gehalten wurden.