10
ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2020;20(3):649-658 C I T A T I O N L I N K S Copyright© 2019, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution-NonCommercial terms. Effect of Material Composition type and Audio Frequency factors on Absorption Coefficient and the Sound Level Variation [1] Investigation of two types of silent ... [2] Improved acoustic behavior of interior parts of ... [3] Designing of absorbent parts used ... [4] The effect of surface treatment ... [5] Providing a simple mathematical model ... [6] Noise and Vibration Engineering ... [7] Acoustic properties of non-textured ... [8] Studying the effect of sound absorber ... [9] Production method and analysis of the ... [10] Acoustical absorptive properties ... [11] The Fractal Geometry ... [12] Acoustical propagation in a prefractal ... [13] Localization of electromagnetic waves in three-dimensional fractal ... [14] Impedance tube for measurement of sound transmission loss and absorption ... [15] The feasibility of using impedance tube with two microphones and sound ... [16] Sound absorption by Menger sponge ... [17] Acoustic Absorbers: A third way for the management of sound in ... [18] The Micro flown ... [19] Theory and design of microperforated panel sound ... [20] Microperforated-panel wideband absorbers. Institute of Noise Control ... [21] Extension of frequency range of resonant sound absorbers using two-degree-of-freedom ... [22] New Sound absorption improvement strategy for QRD ... [23] Perforated flexible membrane insertion influence on the sound absorption performance of ... [24] Design of compact micro-perforated membrane absorber for polycarbonate pane in ... [25] Sound absorption structure in helical shapes made from fibrous ... [26] Upward refraction of sound propagating outdoors by graded index sonic crystals ... [27] Standardised acoustic characterisation of sonic crystal noise barrier: Sound ... [28] Multi resonant scatterers in sonic crystals: Locally multi resonant ... [29] Broadband resonant cavity inside a two dimensional sonic ... [30] Frequency characteristics of defect states in a two-dimensional phononic crystal ... [31] Wave propagation in a 2D sonic crystal with a Helmholtz resonant ... [32] Optimization of flat multi-layer sound absorber by using multi-objective genetic algorithm for ... [33] Bos indicus-cross feedlot cattle with excitable temperaments have tougher meat ... [34] Have we underestimated the impact of preslaughter stress on meat quality in ... [35] Effects of stress by unfamiliar sounds on carcass and meat traits in bulls from three ... [36] Standard E1050-98, Impedance and absorption of acoustical materials using a ... [37] Producing of Impedance Tube for Measurement of Acoustic Absorption ... [38] Hearing parameters in noise exposed industrial workers ... The intensity of sound in most industries and processes is a disturbing factor. Sound absorbers are a means of reducing noise. There are various types of sound absorbers with different designs and materials, but sound absorbers that can have a high absorption coefficient will be effective. The design of the manger sponge with fractal structure will be a good solution to this problem. Various factors such as composition type, step, and frequency affect this adsorbent. In this research, each of these factors was investigated and analyzed. The effects of the absorption coefficient and changes in sound level influenced by composition type, step and frequency factors were investigated and analyzed. Investigation of the step factor revealed that the amount of absorption coefficient in step 2 had better results compared to the step 1. The absorption coefficient in steps 1 and 2 were 0.3 and 0.38, respectively. Among the effective factors on the amount of absorption coefficient of manger sponge, the composition type was more effective. The results showed that the adsorbent with harder texture has a lower absorption coefficient and the adsorbent with a lighter texture has a higher absorption coefficient. Among the composition type used for this adsorbent, the sponge has a maximum absorption coefficient of 0.4 and MDF has a minimum absorption coefficient of 0.3. A B S T R A C T A R T I C L E I N F O Article Type Original Research Authors Mohammadi Gahrouyi R. 1 MSc, Maleki A.* 1 PhD, Lashgari M. 2 PhD Keywords Manger Sponge; Adsorbent; Acoustics; Frequency; Porosity - *Correspondence Address: Mechanical Engineering of Biosystems Department, Collage of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran Phone: +98 (38) 32324401 Fax: - [email protected] 1 Mechanical Engineering of Bio- systems Department, Collage of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran 2 Mechanical Engineering of Biosys- tems Department, Collage of Agri- culture, Arak University, Arak, Iran Article History Received: December 1, 2018 Accepted: June 15, 2019 ePublished: March 01, 2020 How to cite this article Mohammadi Gahrouyi R, Maleki A, Lashgari M. Effect of Material Com- position type and Audio Frequency factors on Absorption Coefficient and the Sound Level Variation. Mo- dares Mechanical Engineering. 2020;20(3):649-658.

Effect of Material Composition type and Audio Frequency

  • Upload
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2020;20(3):649-658

C I T A T I O N L I N K S

Copyright© 2019, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution-NonCommercial terms.

Effect of Material Composition type and Audio Frequency factors on Absorption Coefficient and the Sound Level Variation

[1] Investigation of two types of silent ... [2] Improved acoustic behavior of interior parts of ... [3] Designing of absorbent parts used ... [4] The effect of surface treatment ... [5] Providing a simple mathematical model ... [6] Noise and Vibration Engineering ... [7] Acoustic properties of non-textured ... [8] Studying the effect of sound absorber ... [9] Production method and analysis of the ... [10] Acoustical absorptive properties ... [11] The Fractal Geometry ... [12] Acoustical propagation in a prefractal ... [13] Localization of electromagnetic waves in three-dimensional fractal ... [14] Impedance tube for measurement of sound transmission loss and absorption ... [15] The feasibility of using impedance tube with two microphones and sound ... [16] Sound absorption by Menger sponge ... [17] Acoustic Absorbers: A third way for the management of sound in ... [18] The Micro flown ... [19] Theory and design of microperforated panel sound ... [20] Microperforated-panel wideband absorbers. Institute of Noise Control ... [21] Extension of frequency range of resonant sound absorbers using two-degree-of-freedom ... [22] New Sound absorption improvement strategy for QRD ... [23] Perforated flexible membrane insertion influence on the sound absorption performance of ... [24] Design of compact micro-perforated membrane absorber for polycarbonate pane in ... [25] Sound absorption structure in helical shapes made from fibrous ... [26] Upward refraction of sound propagating outdoors by graded index sonic crystals ... [27] Standardised acoustic characterisation of sonic crystal noise barrier: Sound ... [28] Multi resonant scatterers in sonic crystals: Locally multi resonant ... [29] Broadband resonant cavity inside a two dimensional sonic ... [30] Frequency characteristics of defect states in a two-dimensional phononic crystal ... [31] Wave propagation in a 2D sonic crystal with a Helmholtz resonant ... [32] Optimization of flat multi-layer sound absorber by using multi-objective genetic algorithm for ... [33] Bos indicus-cross feedlot cattle with excitable temperaments have tougher meat ... [34] Have we underestimated the impact of preslaughter stress on meat quality in ... [35] Effects of stress by unfamiliar sounds on carcass and meat traits in bulls from three ... [36] Standard E1050-98, Impedance and absorption of acoustical materials using a ... [37] Producing of Impedance Tube for Measurement of Acoustic Absorption ... [38] Hearing parameters in noise exposed industrial workers ...

The intensity of sound in most industries and processes is a disturbing factor. Sound absorbers are a means of reducing noise. There are various types of sound absorbers with different designs and materials, but sound absorbers that can have a high absorption coefficient will be effective. The design of the manger sponge with fractal structure will be a good solution to this problem. Various factors such as composition type, step, and frequency affect this adsorbent. In this research, each of these factors was investigated and analyzed. The effects of the absorption coefficient and changes in sound level influenced by composition type, step and frequency factors were investigated and analyzed. Investigation of the step factor revealed that the amount of absorption coefficient in step 2 had better results compared to the step 1. The absorption coefficient in steps 1 and 2 were 0.3 and 0.38, respectively. Among the effective factors on the amount of absorption coefficient of manger sponge, the composition type was more effective. The results showed that the adsorbent with harder texture has a lower absorption coefficient and the adsorbent with a lighter texture has a higher absorption coefficient. Among the composition type used for this adsorbent, the sponge has a maximum absorption coefficient of 0.4 and MDF has a minimum absorption coefficient of 0.3.

A B S T R A C TA R T I C L E I N F O

Article TypeOriginal Research

AuthorsMohammadi Gahrouyi R.1 MSc,Maleki A.*1 PhD,Lashgari M.2 PhD

Keywords Manger Sponge; Adsorbent; Acoustics; Frequency; Porosity

-

*CorrespondenceAddress: Mechanical Engineering of Biosystems Department, Collage of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, IranPhone: +98 (38) 32324401Fax: [email protected]

1Mechanical Engineering of Bio-systems Department, Collage of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran2Mechanical Engineering of Biosys-tems Department, Collage of Agri-culture, Arak University, Arak, Iran

Article HistoryReceived: December 1, 2018 Accepted: June 15, 2019 ePublished: March 01, 2020

How to cite this articleMohammadi Gahrouyi R, Maleki A, Lashgari M. Effect of Material Com-position type and Audio Frequency factors on Absorption Coefficient and the Sound Level Variation. Mo-dares Mechanical Engineering. 2020;20(3):649-658.

Page 2: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران راضيه محمدی ۶۵۰

۱۳۹۸ اسفند، ۳، شماره ۲۰دوره پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس -ماهنامه علمی

های جنس ماده و بسامد صوت بر تاثیر عاملضریب جذب و تغییرات تراز صدا

MSc یمحمدراضيه

شهركرد ،دانشگاه شهركرد، کشاورزیدانشكده بيوسيستم، مکانیک مهندسیگروه ايران

PhD *یملك یعل

كرد ، دانشگاه شهركرد، شهر کشاورزیبيوسيستم، دانشكده مکانیک مهندسیگروه ايران

PhD یمجيد لشگر

، ايراناراک، اراک، دانشگاه کشاورزیبيوسيستم، دانشكده مکانیک مهندسیگروه

چکيده هایمیزان شدت صدا در بیشتر صنایع و فرآیندها یک عامل مزاحم است. جاذب

یهاجاذبای برای کاهش میزان سر و صدا هستند. انواع مختلفی از صدا وسیلهی صدایی که هاجاذبی گوناگون وجود دارد؛ اما هاجنسصوتی با طراحی و

نج اسف طراحی واقع خواهد شد. ثرومبتوانند ضریب جذب بالایی داشته باشند، ه خواهد بود. با توجه ب لهامسمناسبی برای این حل راهمنگر با ساختار فرکتالی،

اینکه عوامل مختلفی مانند جنس، گام و بسامد بر این جاذب تاثیرگذار هستند، آزمایش شدند و اثرات ضریب جذب و هاعاملدر این پژوهش هر یک از این

ی جنس، گام و بسامد بررسی و تحلیل هاعاملتحت تاثیر تغییرات تراز صداشدند. در بررسی عامل گام، مشخص شد که میزان ضریب جذب گام دوم دارای

و برای ۳/۰ی نسبت به گام یک است. این مقدار برای گام یک تر مطلوبنتایج ی موثر بر میزان ضریب جذب اسفنج هاعاملدست آمد. از میان به ۳۸/۰گام دو

نحوی که جاذب با بافت نگر، عامل جنس، اثرات مشهودتری را نشان داد؛ بهم ، دارای ضریب جذبترسبکو جاذب با بافت ترنییپادارای ضریب جذب ترسخت

کاررفته برای این جاذب، اسفنج دارای بالاترین ی بههاجنسبالاتر است. از میان را دارد. ۳/۰ذب با مقدار ضریب ج حداقلاف دیو ام ۴/۰ضریب جذب با مقدار

اسفنج منگر، جاذب، آکوستیک، بسامد، تخلخلها: یدواژهکل

۱۰/۹/۱۳۹۷ تاريخ دريافت: ۲۵/۳/۱۳۹۸ تاريخ پذيرش:

[email protected]نويسنده مسئول: *

مقدمه

، طیمح .شودیمارتعاش یک شی باعث بروز اختلال مکانیکی در هوا .دهدک موج فشاری انتشار مییصورت نوسانات ن آشفتگی را بهیا

هبهای منبع صوتی است، تابعی از ویژگی منتشرشدهبسامد امواج نیز شدهمنتشر با افزایش بسامد منبع صوتی، بسامد صوت که نحوی

صوت در جامدات به دلیل تراکم زیاد سرعت افزایش خواهد یافت.ت. ا اس، بیشتر از مایعات و در مایعات نیز بیشتر از گازههامولکولباشد، سرعت انتقال صوت در آن بیشتر ترظیغلهرچه محیط در واقع .[1]است

کنترل کامل سطح صدای تولیدی به دلیل فرآیندهای طراحی و بربودن معمولاً پرهزینه است. این در حالی است که در برخی از زمانآید. چون کنترل وجود میبهی تولید ندهایفرآها، صدا در محیطفرسایی است و در برخی از موارد صدا نیز کار دشوار و طاقت گیرندهی اادهمدادن پذیر نیست، بنابراین در رابطه با کنترل صدا، قرارامکان

مفید تواندیمهای آکوستیکی) معین در مسیر انتقال آن (جاذبشناسی)، پژواکآکوستیک (به وسعت علم با توجه. [2]باشد هاشاخهاست. یکی از این شده جادیای مختلفی از این علم هاشاخه

مبحث جذب صوت است. ، پشم معدنی، فوم یا مواد فیبریشهیش پشم از جملهمواد گوناگونی

مورد استفادهجاذب صوت در صنعت و کارهای ساختمانی عنوانبهب جاذمواد عنوانبهگاهی به اشتباه موانع صوتی را .[3]رندیگیمقرار

از هم متمایز کاملاً این دو مفهوم آنکه حال، کنندیمصوت معرفی کن عملکرد مواد موانع صوتی و مواد صدا خفه برخلاف هستند.

، مواد جاذب معمول طوربهجاذب صوتی به جِرم وابسته نیست. مورد هم به متصل صورتبهصوت را همراه برخی موانع صوتی و

بودن ساختار ماده جاذب متخلخل واسطهبهتا دهندیمقرار استفادهصوت، این امکان برای برخی مواد جاذب صوت وجود داشته باشد

.[4]تا بدون هیچ تغییری از میان ساختار عبور کنندبایستی معمولاً ی باشد، موثر صوتی جاذب برای آنکه یک ماده،

حرارت) انرژی (معمولاً انرژی صوتی وارده را به اشکال دیگری از از: مواد جاذب اندعبارتی اصلی مواد جاذب هانمونهتبدیل کند. ی تشدیدی یا واکنشی. هاجاذبی دیافراگمی و هاجاذب متخلخل،

شدهشناختهی صوتی هاجاذبمواد جاذب متخلخل، از بهترین ی و غیرهاپارچهپرزدار، فیبری، اسفنجی، معمولاً هستند. این مواد

ناشی از اصطکاک که اغلب به حرارت تبدیل ی هافتاُ هستند. .[5]شوندیمسبب کاهش انرژی صوتی شوندیم

ی هااسفنجدر مواد اسفنجی ذکر این نکته اهمیت دارد که تنها دانسیته مواد افزایش ی هستند.موثر ی صوتی هاجاذبسلول باز به این دلیل که دانسیته بر ابعاد سلولی و ضخامت غشا اسفنجی

ی هافرکانسی جذب صوتی را در هایژگیو تواندیمگذارد می تاثیر. اگر مواد جاذب صوت با موانع [6]قرار دهد تاثیرمشخصی تحت

ن را در آ توانیمکه شودیمصوتی ترکیب شوند، کامپوزیتی حاصل ی جاذب صوت، به کار گرفت. با هاپرده عنوانبه ای ضعیف یهالوله

از منبع صوتی، انتخاب ماده جاذب شدهساطعتوجه به گستره امواج نوع و ابعاد بر اساس بسامدی که باید کنترل شود، صورت نظر ازهای صوتی در رفتار اکوستیکی . پژوهشگران، اثر جاذب[7]ردیگیم

ای دو جداره را با چند نوع جاذب مختلف و های استوانهپوستهه ستوانچندین گاز مختلف در ناحیه بین پوسته داخلی و خارجی ا

اند و اثر هر یک را در کاهش انتقال صوت به داخل بررسی نمودهای مورد مطالعه قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان پوسته استوانه

اتیلن چگالی اتیلن چگالی کم، پلیداد که رفتار سه نوع جاذب پلیاورتان فوم میزان اُفت صدا را برای بسامدهای رینگ و زیاد و پلی

بل و نسبت به دسی۴۰جداره حدود نسبت به پوسته تکبرخورد بل کاهش داد. همچنین گازهای دسی۱۰تا ۵پوسته دوجداره

هیدروژن و هلیوم، میزان انتقال صدا به داخل پوسته را به شدت فیزیکیو مکانیکی آکوستیکی، اص. بررسی خو[8]کاهش دادند هآلومینا نشان داد که ب ویکر ذراتنانو با هشدهای تقویتکامپوزیت

ریب ض بر مناسبی تاثیر نداتومی پایین چگالیبودن و ویکر دلیل

Page 3: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

 ۶۵۱ تراز صدا راتییجذب و تغ بیجنس ماده و بسامد صوت بر ضر یهاعامل ریتاثـــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                      Volume 20, Issue 3, March 2020

. ارزیابی عملکرد مواد جاذب [9]اردبگذ مفو یورتانپلی صوتی بجذصوت و تعیین عواملی همچون ضریب جذب، ضریب انعکاس و

در معرض منبع صوت مورد نظردادن جسم بر پایه قرار اساساً غیره .[10]استحضور جسم بر میزان صوت و جذب آن تاثیری ر یگندازهاو

هندسه فرکتال یک مدل دقیق از ساختارهای پیچیده در طبیعت را شدتبهی هادستگاه. در بررسی خواص صوتی [11]کندیمفراهم

ی هادهیپدنامنظم، مطالعات نظری و آماری روی انتشار صوت در توانندیم هادهیپدکه این دادهاست. نتایج نشان شده انجامفرکتالی

اخیر در مورد مطالعات .[12]شوند گرفتهجاذب صوت در نظر عنوانبه ندتوانیمی فرکتالی نشان داده که این مواد هاحفرهارتعاش صدا در

فتهگر جاذب امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی در نظر عنوانبهلی ی فرکتابعدسهو ساختار پینسکی شوند. ساختارهای فرش سر

هستند که قابلیت جذب هاجاذبیی از این نوع هانمونه اسفنج منگر .[13]امواج صوتی و الکترومغناطیسی را دارند

گیری جذب صوت سه روش میدان پژواک، روش لوله برای اندازهامپدانس و روش شرایط یکنواخت وجود دارد. در روش میدان

نظم نام صورتبهپژواک، نحوه عملکرد اجسام در ارتباط با امواجی که ؛ این حالت زمانی شودیم، ارزیابی کنندیمبه سطح جسم برخورد

روش لوله میدان انتشار قرار دارد.که جسم در دایره یا دهدیمرخ طح مسامپدانس روشی سریع و تکرارپذیر است که از امواج صوتی

این روش از یک تا چند ر. دشودیمواقع در یک صفحه) استفاده (استفاده از لوله امپدانس مجهز روش در. شودیممیکروفن استفاده

از سه و حتی چهار میکروفن نیز توانیمی ثابت، هاکروفنیمبه ی ر یگاندازه منظوربه. در روش شرایط یکنواخت، [14]استفاده نمود

ضریب انتقال مواد از میکروفن سوم و حتی جفت میکروفن دوم در .[7]شودیمپشت نمونه مورد آزمایش استفاده

های در پژوهشی میزان ضریب جذب صدا برای چند جاذب با جنسپنبه و لاستیک در دو ضخامت به م شیشه، چوبپشم معدنی، پش

روش تابع انتقال در لوله امپدانس به روش دو میکروفنی ارزیابی های پشم معدنی و پشم شیشه شد. نتایج نشان داد که نمونه

پنبه کمترین ضریب را بیشترین ضریب جذب و لاستیک و چوبا که بداشتند. در مقایسه پشم شیشه با مقادیر مرجع نشان داد

افزایش بسامد، میزان جذب افزایش یافت. اما در نمونه پشم معدنی متر نسبت به ضخامت کمتر، در همه بسامدها میلی۵۰با ضخامت

هرتز، جذب بیشتری داشت اما پشم ۳۲۰۰تا ۱۲۵۰جز محدوده بههرتز، ۵۰۰۰و ۲۰۰۰معدنی مرجع با ضخامت بیشتر در بسامدهای

.[15]ادضریب جذب کمتری را نشان د، ضریب جذب صوت اسفنج منگر اکریلیکی [16]و همکاران بیکاوا

اده آزمایشگاهی و با استف صورتبه ی است رابعدسهکه نوعی فرکتال تا ٢٠٠در محدوده بسامدی )١از روش دو میکروفنی (شکل

ه کردند و ب بررسی آن آکوستیکی خواص بررسی منظوربههرتز ١٢٠٠این نتیجه رسیدند که اسفنج منگر با توجه به ساختار فرکتالی خود

. همچنین آنها متوجه کندمیرا جذب بسامدهاای وسیع از دامنهشدن نقش فرکتال در امواج آکوستیک، باید شدند برای کامل روشن

های چند بخشی و یک فیلتر صدا نیز استفاده شود.از لوله

[14]صوتی جذب ضریب ییر گشماتیک روش اندازه )۱شکل

، تراکم عبارتند از:بر عملکرد جذب قابل ملاحظهی هایژگیو

بیان کرد توانیمخلاصه طوربه. [17]هوا انیو جرضخامت، تخلخل تخلخل و جریان هوا، سطح عملکرد ،ضخامت ،که با افزایش تراکم

سازی ی مختلفی برای کمیهاروشاگرچه . ابدییمجذب افزایش موج ایستاده لولهی صدا وجود دارد اما اغلب از روش هاجاذبرفتار

شدن یبعدتک. زیرا به دلیل شودیمبرای تعیین این خواص استفاده ار انتش جهت کدر ی توانندیمامواج صدا موج (در پهنای باند خاص)،

.[18]شودیمشدن آزمون باعث ساده و کوچک که ابندی ،[20,19]شدههای سوراخاز جمله پانلهای مختلفی رویکردها و مدل، مواد طبیعی و مصنوعی [24,23]، غشاها[22,21]هارزوناتورها و حفره موارداست. اکثر شده توسط محققین ارایه [25]فیبری یا متخلخل

ای کارآیی خوب و بهینه ،پیشنهادی تنها در محدوده خاصی از بسامدهای اخیر توجه زیادی به مواد جاذب صوتی معدنی دارند. در سال

ن آ از های فونیکس و بعدهای صوتی و جاذبشده است. کریستال. این ایده [27,26]از جمله این مواد پیشنهادی هستندموانع صوتی

م از یهای صوتی قابل تنظای پذیرفته شد و جاذبصورت گستردهبه ،. یکی از رویکردهای ذکرشده[29,28]طرق مختلف توسعه داده شدند

در این که کاری در ساختارهای کریستالی صوتی استدستای) کروی و استوانه صورت حلقوی،به(ساختارها باید نقاط متمرکز .[31,30]را جایگزین نقاط پراکنده کرد

ای مزایایی از قبیل های صوتی، دار کاهش ضخامت ابعاد این جاذبقیمت مناسب، نصب آسان و غیره است؛ لذا طراحی بهینه

های چندلایه تخت با کمترین ضخامت همواره مورد توجه جاذبپژوهشگران بوده است. پژوهشگرانی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

سازی لایه تخت را بهینهچندهدفه، طراحی جاذب متخلخل سهندلایه جاذب را به دو روش تحلیلی و عددی نمودند. آنها ساختار چ

های بررسی نمودند. نتایج این تحقیق بیانگر تطابق مناسب روشعددی با تحلیلی بود. همچنین نتایج نشان دادند که ساختار

پنجم طول موج لایه تخت با ضخامت کمتر از یکمتخلخل سه نسبت ایهرتز دارای کیفیت قابل مقایسه۸۰متناظر، با بسامد قطع .[32]ای داشتبه ساختارهای گوه

تواند اثرات آلودگی صوتی در بخش صنایع غذایی و کشاورزی میدنبال آن سلامتی افراد جامعه مخربی روی کیفیت مواد غذایی و به

Page 4: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران راضيه محمدی ۶۵۲

۱۳۹۸ اسفند، ۳، شماره ۲۰دوره پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس -ماهنامه علمی

داشته باشد. بنابراین برای رفع این مشکل باید میزان این آلودگی نعت غذا و ها و تمام صنایع وابسته به صصوتی در کارخانه

اخیر، در رابطه باکیفیت یهادر سال .شودکشاورزی، کاهش داده گوشت و مواد غذایی، مقاومت در برابر تغییرات هموستاز (ثابت

داشتن مواد در محیط داخلی بدن) توجه محققین زیادی را به نگه یهاها و مکاناین تغییرات در زمان .[33]خود جلب کرده است

مانند امکانات کشتارگاهی که در آن تد؛اتفاق اف تواندیم یمختلفر زا بر کیفیت گوشت تاثیعنوان یک عامل استرسصداهای ناآشنا به

استرس ناشی از سروصدا در طول نگهداری همچنین. [34]گذاردیم شهلاتاثیر قابل توجهی در کیفیت و پارامترهای گوشت ،در کشتارگاه

های جاذب. [35]تلف داردگاو گوشتی حتی در بین نژادهای مخ پنبه، فیبر وها مانند کناف، چوبصوتی در انواع مختلفی از جنس

و با توجه به شود. به دلیل اهمیت این موضوعغیره ساخته میی صدایی که بتوانند ضریب هاجاذبمطالعات اخیر محققین، بررسی

اسفنج طراحی واقع خواهد شد. موثرجذب بالایی داشته باشند، ه باشد، محیطی نداشتر با ساختار فرکتالی که اثر تخریبی زیستمنگلذا مطالعه تجربی خواهد بود. هالمسمناسبی برای این حلراه

ی از امحدودهخواص آکوستیکی اسفنج منگر برای جذب رموثی صوتی هاجاذبدر طراحی تواندیمی امواج صوتی هافرکانس

فرآیند ساخت و تولید [16]واقع شود. با توجه به پژوهش انجام شدهیر پذبر است و در بسیاری از موارد امکانهای اکریلیکی هزینهجاذب

راحتی دسترسی به موادی مانند نیست. از طرفی با توجه به پنبه ضرورت ارزیابی این مواد در بازه بسامدی اف، فوم و چوبدیام

ای برخوردار است. لذا هدف از این پژوهش ویژه بالاتر از اهمیتتعیین مقدار ضریب جذب صدا و کاهش تراز ساختار اسفنج منگر

تا ۱۶های مختلف در محدوده بسامدی با الگوی فرکتالی در جنس هرتز بوده است.۴۰۰۰

هامواد و روشبرای طراحی و ساخت الگوی اسفنج منگر و تعیین محدوده بهینه ضریب جذب از دو گام متفاوت ساختار متوالی فرکتالی استفاده

در که افتهی شیافزا هاحفرهترتیب تعداد شده است. در هر گام بهک گام اول فقط ی در است. گذارتاثیر آن موثربر عملکرد جذب نتیجه

حفره در وسط هر ضلع در نظر گرفته شد. در گام دوم دارای یک ). برای ۲ (شکلحفره در وسط و سه حفره در راستای هر ضلع است

متر استفاده شده سانتی۹×۹ساخت این اسفنج از الگوی مکعبی است. به دلیل ساختار متخلخل اسفنج منگر و همچنین عدم وجود

مختلف با این ضخامت، طراحی و ساخت هایجنسهایی از ورقهجا، کاری دشوار بود؛ بنابراین برای ساخت صورت پیوسته و یکبهآن

له وسیمتری طراحی شد و سپس بهلایه یک سانتی ۹گام اول ابتدا صورت بهلایه توسط چسب و ۹ها ساخته شدند. این لیزر، حفره

گام دوم از همین دستی با نهایت دقت به هم متصل شدند. برایاد شدن تعدروش استفاده شد، با این تفاوت که به دلیل بیشتر

در و تقسیم لایه ۳ به خود نیز متریسانتی یک لایه هر هاحفره

.شد لایه ۲۷نهایت

اسفنج منگر در گام اول (چپ) و دوم گام به گامساختار الگوی فرکتالی ) ۲شکل

(راست)

روش آزمون

با توجه به فرضیه تاثیر جنس ماده بر میزان ضریب جذب، اسفنج ورد می مختلفی ساخته شد. مواد هاجنسمنگر با ساختار فرکتالی با

اف، فوم و اسفنج بود. پس از انتخاب دیپنبه، امی شامل چوببررس ی آزمایشیهانمونهاسفنج منگر و ساخت دهندهلیتشکجنس ماده

ی آکوستیکی در لوله امپدانس انجام هاآزمونی مختلف، هاگامدر وسیله مولد سیگنال تولید شد که با استفاده از بلندگو گرفت. صدا به

پس از اعمال روی آنهابه داخل لوله امپدانس هدایت شد و خروجی ی ور یگاندازهشده، توسط آزمون دو میکروفنی ی ساختههااسفنج

نمودن سامانه و حذفظور کالیبرهمنبهها، ثبت شد. قبل از ثبت دادهچند هاگیری، ابتدا با استفاده از کالیبراتور میکروفنخطای اندازه

بل تولید و دسی۱۱۴و ۹۴هرتز در فشار صوت ۱۰۰۰سیگنال با بسامد منظور ساخت لوله امپدانس از لوله به سامانه مورد نظر ارزیابی شد.

PVC متر و میلی۱/۱۱۹اخلی متر و قطر دمیلی۱۲۵با قطر خارجیمتر استفاده شده است. جنس و شرایط انتخاب لوله میلی۱۵۰۰طول

المللی آکوستیک و ارتعاشات انتخاب با استفاده از استاندارد بیننمایی از تجهیزات و نحوه اتصال آنها را نشان ۳. شکل [36]شد دهد.می

) ۳، () بلندگو۲) لوله امپدانس، (۱نمایی از تجهیزات و نحوه اتصال آنها، ( )۳شکل

) کارت صدا۸) نمونه اسفنج، (۷) رایانه، (۶ها، () میکروفن۵و ۴دستگاه مولد، (

کاررفته در این پژوهش شامل میکروفن، تجهیزات الکتریکی به

خصات مش، کالیبراتور و اسپیکر هستند. داده کننده، پایشتقویتهر کدام گیریاندازهاصلی مانند سازنده، مدل، دامنه کاری و دقت

است.شده گزارش ۱از این تجهیزات در جدول گستره بسامد کاری عبارت است از:

Page 5: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

 ۶۵۳ تراز صدا راتییجذب و تغ بیجنس ماده و بسامد صوت بر ضر یهاعامل ریتاثـــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                      Volume 20, Issue 3, March 2020

)۱( u<f<flf

بسامد بالایی لوله، ufبسامد و fبسامد پایین لوله، lfکه در آن شود تا از انتشار موج غیرتخت جلوگیری شود. ای انتخاب میگونهبه0C شود.محاسبه می ۲(سرعت صدا) بر حسب متر بر ثانیه از رابطه

)۲( 343.2

sها: فاصله میکروفن دما بر حسب کلوین است. Tدر این رابطه :شودتعیین می ۳(متر)، از رابطه

)۳( 0.s<0.45cuf

تی ها و درسحد بسامد پایینی بستگی به فاصله میان میکروفنی بندفاصله سیستم تحلیل دارد، اما به عنوان یک رهنمود کلی،

طول موج متناظر با بسامد پایینی مورد نظر %۵میکروفن بایستی از رعایت شود. با توجه به ٣ فراتر رود به شرط آنکه الزامات معادله

هرتز محاسبه ۴۰۰۰تا ۱۶اینکه بایستی ضریب جذب در بسامدهای ها شده محل نصب دقیق میکروفنشود، با استفاده از روابط مطرح ).۲(جدول [35]روی دیواره لوله محاسبه شد

افزارهای اسکوپ منظور بررسی آماری و تحلیل نتایج از نرمبه(Scope) ال، برای ثبت سیگنMATLAB7.1(R2010a)SPSS

اس اسپین و استخراج پارامترهای سیگنال و اسخواند 20(SPSS) گیری بودن نتایج حاصل از اندازهداربرای تحلیل معنی

ضریب جذب صوت استفاده شد.

تجهيزات یمشخصات الکتريک )١جدول دقتدامنهمدلسازندهتجهيزاتmV/Pa50dB16‐146BSWA MP201ميکروفن

-kHzHz‐15019MAP231BSWA کنندهتقويت-dB35‐118BSWA MC3022داده پايش

dB114and94BSWA CA111کاليبراتورat1000Hz

-

Gunاسپيکرspeaker

‐20‐20000Hz-

امپدانس لوله دیواره بر هامیکروفن نصب موقعیت )٢جدول

موقعیت هامیکروفن

بین فاصله هامیکروفن متر)(میلی

lf: پایین حد بسامد (هرتز)

uf: بالا حد بسامد(هرتز)

۱-۲ ۳۵۵۰۰۴۰۰۰۱-۳ ۲۷۷ ۱۶ ۵۰۵

بحث و نتایج

میانگین اثرات جنس، گام و بسامد نتایج تجزیه و تحلیل واریانس که کلیه اثرات دهدیمنشان بر ضریب جذب و تغییرات تراز صدا،

ی اصلی و اثرات برهمکنش در سطح احتمال یک هاعاملسطوح جدول( اندشده داریمعنتحت آزمون توکی برای ضریب جذب درصد. برای تغییرات تراز صدا، اثرهای جنس و بسامد و اثرات )٣

بسامد در سطح احتمال یک -گام -بسامد و جنس -برهمکنش جنسبسامد در -ثر سطح گام و بر همکنش گام. ااندشدهدار درصد معنی

دار نیستند.تغییرات تراز صدا، معنی

تجزيه و تحليل واريانس ميانگين اثرات جنس، گام، موج، بسامد و ) ٣جدول دامنه بر ضريب جذب و تغييرات تراز صدا

منابع متغير درجه آزادی جمع ميانگين مربعات

تغييرات تراز صدا ضريب جذب ٤٨٦/٢٦٥٧** ٥٩٥/٠** ٣ جنس ns٧٢٣/٢٥٢ ٢٤٨/٠** ١ گام

٢١٧/٧٨٧١٥** ٢٤٦/٢٢** ٨ بسامد ٠٢٠/١٩٩٤** ٥٠٤/٠** ٣ گام× جنس ٩٤٣/٦٩٧٠** ٩١٢/١٣** ٢٣ بسامد× جنس

ns٣١٠/٨٤٥ ٨١٥/١** ٨ بسامد× گام ٠٩١/٣٨٠٧** ٠٦٠/٥** ١٦ بسامد× گام × جنس ٢٣٠/١٠٤٥٨٤ ٩٢٨/٢٥ ١٧٧٥ خطا

یدار یعدم معن :ns ؛%۱ احتمال سطح در یدار یمعن **

کننده کاررفته در ساختار اسفنج منگر یکی از عوامل تعیینجنس به

مهم در میزان جذب صدا است. استفاده از چندین جنس مختلف کند تا مقایسه بهتر و در نتیجه انتخاب این امکان را فراهم می

کاررفته در ساختار به هایجنس، اثر ١نمودار بهتری حاصل شود. . در دودهدمیاسفنج منگر را بر ضریب جذب استاندارد صدا نشان

تقریباً نزدیک به اف و فوم مقدار ضریب جذب دیجنس امپنبه و اسفنج دست آمدند. در مورد دو جنس دیگر یعنی چوببههم

نیز همین طور است. محدوده تغییرات ضریب جذب برای چهار است. نتایج حاکی از آن است که ٤/٠تا ٣/٠اررفته بینکبهجنس با هاییجنسو ترپاییندارای ضریب جذب ترهای سختجنسدارای ضریب جذب بالاتری هستند. بنابراین مشاهده ترسبکبافت نسبت به سایر ترسختاف با توجه به بافت دیشود که اممی

بک ضریب جذب و فوم با بافت س ترپایین ضریب جذب هاجنسآمده نشان داد که با افزایش چگالی ماده، دستبالاتری دارد. نتایج به

های دیگر پژوهشگران ضریب جذب مواد کاهش یافته که با یافته . [15]تطابق داشت

اف و بیشترین تغییرات در دیتغییرات تراز صدا در ام کمتریندست آمدند. با به بلدسی-١٤٩/١٠و -٤٥٩/٤ترتیب برابر به پنبهچوب

توان نتیجه گرفت که هرچه آمده میدستبهتوجه به مشاهدات تری باشد، میزان تغییرات تراز صدا ساختار اسفنج دارای بافت سخت

خواهد بود. محدوده تغییرات تراز صدا بر کمتر طور محسوسیبهنزدیک به تقریباً و بلدسی-١٠تا -٢/٧پنبه و اسفنج بین فوم، چوب

.استپنبه چوب هم و با اختلاف ازوفرج ، میزان درصد خللمهم بر مقدار ضریب جذب هایعامل از یکی

در جاذب اسفنج منگر است. با استفاده از دو گام پیشنهادی در آن دنبالوفرج و بهالگوی اسفنج منگر از گام یک به دو میزان خلل

ستاندارد افزایش پیدا کرده است؛ به مقدار ضریب جذب صدای اعبارتی گام دو، عملکرد جذب بالاتری نسبت به گام یک دارد (نمودار

٣٨٤/٠و برای گام دو ٣١٧/٠). بیشینه ضریب جذب برای گام یک ٢در گام دو بالاتر از گام یک هاحفرهاست. با توجه به اینکه تعداد

لخل بیشتر باشد، نتیجه گرفت که هرچه میزان تخ توانمیاست ضریب جذب بالاتر خواهد بود؛ بنابراین رابطه مستقیمی بین میزان

Page 6: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران راضيه محمدی ۶۵۴

۱۳۹۸ اسفند، ۳، شماره ۲۰دوره پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس -ماهنامه علمی

میانگین تغییرات تراز صدا در تخلخل و ضریب جذب وجود دارد. که این محدوده تغییرات از گام یک به دهدمی اسفنج منگر نشان

تقریباً ناچیز است.گام دو

(الف)

(ب) اثر جنس بر مقدار ضریب جذب استاندارد صدا (الف) و میانگین تغییرات )۱نمودار

تراز صدا (ب)

(الف)

(ب) (الف) و میانگین تغییرات اثر گام بر مقدار ضریب جذب استاندارد صدا )٢نمودار

تراز صدا (ب)

بسامدهایتغییرات ضریب جذب استاندارد صدای اسفنج منگر در هرتز ضریب جذب ٦٤تا ٣٢های دهد که در بسامدمختلف نشان می

). در بسامد ٣رسیده است (نمودار ٦/٠به بیشینه خود با مقدار . در شودمی دیده ١٧٣/٠ضریب جذب با مقدار کمترینهرتز ١٠٢٤

هرتز شیب نمودار منفی ١٠٢٤تا ٥١٢هرتز و ١٢٨تا ٦٤بسامدهای این شیب مثبت است. با توجه به امدهابسشده است؛ ولی در سایر

گفت ضریب جذب استاندارد صدا در توانمیآمده دستبهنتایج دهد.میمختلف، رفتارهای متفاوتی از خود نشان بسامدهای

دیده شد که با ٣/٠هرتز ضریب جذب ١٦عنوان مثال در بسامد بهیش پیدا هرتز این ضریب جذب نیز افزا٦٤افزایش میزان بسامد تا

١٦) رسیده است. از بسامد ٦/٠کرده و مقدار آن به بالاترین مقدار (و مقدار آن شودمیهرتز روند کاهشی ضریب جذب مشاهده ١٢٨تا هرتز ٢٥٦شدن بسامد تا رسیده است. در مرحله بعد و با زیاد ٣١٧/٠به

ز شده نیضریب جذب افزایش یافته است. نتایج تحقیقات انجامده که ضریب جذب صوتی در بسامدهای پایین افزایش کمی نشان دا

داشته در حالی که این ضریب در بسامدهای میانی و بالاتر افزایش .[8]اندای داشتهقابل ملاحظهمختلف و میانگین تغییرات تراز صدای بسامدهایرابطه میان

، ١٦که بیشترین تغییرات در بسامدهای دهدمیاسفنج منگر نشان هرتز ١٦هرتز روی داده است که بیشینه آن در بسامد ٢٥٦و ٣٢

هرتز و کمترین ٥١٢، ١٢٨ بسامدهایکمترین تغییرات در است. توانمیآمده دستبههرتز است. با توجه به نتایج ٥١٢مقدار آن در

مختلف اعداد گفت روند تغییرات منظم نیست و در بسامدهای بیشترین یا کمترین تغییرات تواننمیدست آمدند و بهمتفاوتی

بالا نسبت داد. بسامدهایپایین یا بسامدهایتراز صدا را به

(الف)

(ب) اثر بسامد بر مقدار ضریب جذب استاندارد صدا (الف) و میانگین )٣نمودار

تغییرات تراز صدا (ب)

Page 7: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

 ۶۵۵ تراز صدا راتییجذب و تغ بیجنس ماده و بسامد صوت بر ضر یهاعامل ریتاثـــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                      Volume 20, Issue 3, March 2020

جنس و گام هایعاملبرهمکنش هایجنسارتباط میان گام و ضریب جذب استاندارد صدا برای

ته کاررفبهکه برای هر چهار جنس دهدمیمختلف اسفنج منگر نشان در ساخت این اسفنج ضریب جذب از گام یک به سمت گام دو

اف دی). این افزایش در جنس ام٤افزایش پیدا کرده است (نمودار صعود داشته است. برای ٤/٠به سمت ٢/٠تقریباً از تر و محسوس

ی اسفنج و برا ٣٩/٠به ٣٧/٠از پنبهچوب ، برای٣٣/٠به ٣/٠فوم از مشاهده ). ٤روند افزایشی وجود دارد (نمودار ٤٢/٠به ٣٨/٠از در تریمحسوساف جذب بالاتر و دیگام دوم از جنس ام شودمی

ت نتیجه گرف توانمیمقایسه با گام یک دارد. با توجه به مشاهدات یا به عبارتی تغییر ساختار اسفنج منگر از هاحفرهشدن تعداد با زیادکاررفته در این آزمون، بههای ک به گام دو برای همه جنسگام ی

ضریب جذب افزایش پیدا کرده است. این در حالی است که افزایش اف از گام یک به دو مشهودتر از دیعملکرد جذب برای جنس ام

ها است.سایر جنس

(الف)

(ب) های جنس و گام بر ضریب جذب صدا (الف) و اثر برهمکنش عامل )٤نمودار

میانگین تغییرات تراز صدا (ب)

پنبه اف و چوبدیهد که در دو جنس امبررسی تراز صدا نشان می

از گام یک به گام دو تغییرات تراز صدا افزایش پیدا کرده است. تراز از پنبهوبچو در جنس -٨٦/٥به -٩٣/٢اف ازدیصدا در جنس ام

تغییر کرده است. در فوم و اسفنج این روند کاهشی -١٢/١١به -٠١/٩تغییر -٤/٧به -٥/٩و در اسفنج از -٧٨/٤به -٥٦/٩است و در فوم از

چنین نتیجه گرفت که ساختارهایی با بافت تواناست. میپیدا کرده پنبه) دارای تغییرات تراز صدای اف و چوبدیتر (مانند امسخت

بیشتر و ساختارهایی با بافت سبک (مانند فوم و اسفنج) دارای هستند. کمتری تغییرات تراز صدای های جنس و بسامدبرهمکنش عامل

مختلف و ضریب جذب استاندارد صدا در چهار بسامدهایرابطه بین روند شود.داده مینشان ٥جنس متفاوت از اسفنج منگر در نمودار

اف دیمختلف متفاوت است. برای ام هایجنستغییرات برای و با ٣٢پایین و بیشینه آن در بسامد بسامدهایبیشترین جذب در

اتفاق افتاده است. در دو جنس فوم و اسفنج، بیشترین ٨/٠مقدار صورت گرفته است. ٨٢/٠و با مقدار ٤٠٩٦جذب در بسامد بالا یعنی

است. ٧/٠مقدار و با ٢٥٦در بسامد پنبهچوببالاترین جذب برای در کدام جذب کمترینگفت که بیشترین جذب یا تواننمیبنابراین

اف و دی. برای دو جنس امافتدمیاتفاق بسامدهامحدوده خاص از ثبت شده ١/٠با مقدار ١٠٢٤میزان جذب در بسامد کمترینفوم

با مقدار ٢٠٤٨جذب در بسامد بالای کمتریناست. برای اسفنج جذب در بسامد کمترینپنبه فاق افتاده است و برای چوبات ٢٣/٠توان گفت که با توجه به را داشته است. لذا می ١٩/٠با مقدار ١٠٢٤

برای کمترین جذبهای بیشتر در ماده، نفوذ بیشتر امواج با فرکانسهر چهار جنس در بسامدهای بالا مشاهده شده است که نتایج با

.[15]گر نیز تطابق داشته استهای پژوهشگران دییافته

(الف)

(ب) های جنس و بسامد بر ضریب جذب استاندارد (الف) اثر برهمکنش عامل )٥نمودار

و میانگین تغییرات تراز صدا (ب)

تقریباً یکسان اف و فوم دیروند تغییرات تراز صدا در دو جنس ام

پنبه و اسفنج نیز روند تغییرات مشابهی دارند. است. همچنین چوب

Page 8: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران راضيه محمدی ۶۵۶

۱۳۹۸ اسفند، ۳، شماره ۲۰دوره پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس -ماهنامه علمی

هرتز و با مقدار ۱۶اف بیشترین تغییرات تراز صدا در بسامد دیدر امهرتز و با مقدار ۱۲۸کمترین مقدار آن در بسامد بل و دسی-۳۶/۱۴اق افتاده است. در فوم بیشترین تغییرات تراز صدا در اتف ۷۴/۶

و کمترین تغییرات در بسامد -۲/۱۸هرتز با مقدار ۴۰۹۶بسامد پنبه دارای بیشترین بل است. چوبدسی۶۷/۶هرتز با مقدار ۵۱۲

و کمترین -۳۶/۱۴هرتز به میزان ۱۶تغییرات تراز صدا در بسامد است و اسفنج در بسامد ۲۹/۱ر هرتز با مقدا۵۱۲تغییرات در بسامد

هرتز بیشترین تغییرات را ۵۱۲هرتز کمترین تغییرات و در بسامد ۱۶شده دارد. نتایج تحقیقات انجام ۲۹/۱و -۹۹/۱۵ترتیب با مقادیر به

هرتز برای اسفنج ۵۰۰تا ۲۵۰دهد که در محدوده بسامدی نشان میضریب جذب هرتز ۱۰۰۰تا ۵۰۰ضریب جذب افزایش و در بسامد

توان نتیجه گرفت می ۵. با توجه به نمودار [37]کندکاهش پیدا میدر هر چهار جنس ذکرشده در بسامدهای پایین، حداکثر میزان

هرتز ۵۱۲تا ۱۲۸تغییرات تراز صدا و در فاصله میان بسامدهای شود. نتایج پژوهشگران نشان حداقل تغییرات تراز صدا مشاهده می

هرتز ضریب کاهش شنوایی را ۴۰۰۰تا ۵۰۰بسامد از داده که افزایش افزایش داده، به نحوی که بیشترین میزان ضریب کاهش در بسامد

.[38]هرتز رخ داده بود۴۰۰۰ گام و بسامد هایعاملبرهمکنش مختلف و ضریب جذب استاندارد صدا در دو بسامدهایرابطه بین

ه به اینکه با افزایش ، نشان داده شده است. با توج٦گام در نمودار جز دو بهبسامدها در همه رودمیمیزان جذب بالاتر هاحفرهتعداد هرتز میزان جذب در گام دوم بیشتر بوده است. ٤٠٩٦و ٦٤بسامد

٥٧/٠به ٦١/٠هرتز از گام یک به گام دو ضریب جذب از ٦٤در بسامد هرتز ناگهان کاهش محسوسی ٤٠٩٦کاهش یافته است. در بسامد

٥/٠. این کاهش از شودمی در ضریب جذب از گام یک به دو دیدهاست. با بالاتررفتن مقدار بسامد قدرت نفوذ موج و عبور آن ٢/٠به

سامدهایبنتیجه گرفت در توانمیبنابراین شود؛میاز جاذب بیشتر از گام یک به گام دو میزان جذب اسفنج منگر کاهش ٢٠٤٨بالاتر از مختلف، میزان جذب صدا بسامدهایم یک، در میان . در گایابدمی

هرتز، جذب به حداقل ١٠٢٤هرتز بالاتر است و در بسامد ٦٤در بسامد هرتز و کمینه ٣٢رسیده است و در گام دو بیشینه جذب در بسامد

جه نتی توانمیهرتز اتفاق افتاده است. این طور ٤٠٩٦جذب در بسامد های پایین در پایین و جذب دهایبسامهای بالا در گرفت که جذب

بالا است. بسامدهایروند تغییرات در هر دو دهد که بررسی تغییرات تراز صدا نشان می

پایین برای هر دو گام بسامدهایتقریباً یکسان است. در گام از مختلفی اعداد ،مختلف بسامدهایو البته در تغییراتبالاترین در ،یک گام در. شودمی مشاهده صدا تراز تغییرات میانگین تراز تغییرات بالاترینهرتز ۴۰۹۶ و ۱۰۲۴، ۲۵۶، ۳۲، ۱۶ بسامدهای

و -۰۴/۱۱، -۱۹۴/۱۴، -۷۲/۱۴، -۷۱/۱۵ مقدارهای با ترتیببه صدا، ۶۴ بسامدهای در را صدا تراز تغییرات ترینپایین وبل دسی-۹۶/۸-۵۲/۰و ۴/۲، ۸۹/۳، -۸۶/۴ مقدارهای باهرتز ۲۰۴۸ و ۵۱۲، ۱۲۸ .است مشاهده نتایج قابل همین در نیز دو گام در. است بلدسی

(الف)

(ب)

های گام و بسامد بر ضریب جذب استاندارد (الف) اثر برهمکنش عامل )٦نمودار و میانگین تغییرات تراز صدا (ب)

گیرینتیجه

های جاذببا توجه به اهمیت موضوع کاهش سروصدا، ساخت صدایی که بتوانند ضریب جذب بالایی داشته باشند، لازم به نظر

ها به دلیل های متخلخل نسبت به سایر جاذبرسد. جاذبمیهای زیاد دارای جذب بالاتری هستند؛ وفرج و حفرهداشتن خلل

بنابراین ساختن یک جاذب متخلخل با بالاترین ضریب جذب هدف عمده این تحقیق است.

هاآزمایش از حاصل نتایج بسامد و گام جنس،های عامل بررسی، نسبت به دو عامل دیگر منگر اسفنج در کاررفتهبه جنسنشان داد

تاثیرات مثبت و مشهودتری داشته ،بر میزان تغییرات ضریب جذبمیزان ضریب جذب و تغییرات ،دادن جنس اسفنجاست. با تغییر

شدن یادز با. کرد پیدا تغییر ایلاحظهم قابل طوربهمیانگین تراز صدا لقاب طوربه را جذب ضریب توانمی منگر اسفنج روی هاحفره دتعدا

اسفنج جنس ،کاررفتهبهمیان چهار جنس از .داد افزایش ایملاحظهقدار با م جذب ضریب میزاندارای بالاترین خاطر بافت سبک خود به نمیزادارای کمترین تر به دلیل ساختار سخت افدیام جنس و ۴/۰

با و دو به یک از گام تغییر بااست. ۳/۰با مقدار جذب ضریب پیدا افزایش ۳۸/۰به ۳/۰از جذب میزان هاحفره تعدادشدن زیادتا ۳۲همچنین در بسامدهای بین جذب. میزان ضریب است کرده کمترین دارایهرتز ۱۰۲۴ بسامدو در ۶/۰ مقدار حداکثرهرتز دارای ۶۴

های . با توجه به نتایج پژوهشاست ۱۷/۰خود یعنی مقدار,15]شده و تحقیق حاضر، در محدوده بسامدی تاثیرگذارانجام 38]

Page 9: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

 ۶۵۷ تراز صدا راتییجذب و تغ بیجنس ماده و بسامد صوت بر ضر یهاعامل ریتاثـــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                      Volume 20, Issue 3, March 2020

تواند به ضریب هایی با جنس اسفنج و فوم میاستفاده از جاذب جذب صدای بالاتری دست یافت.

و یادار های مالی،حمایتنویسندگان از کلیه : تشکر و قدردانی کنند.تشکر و قدردانی می دانشگاه شهرکرد یشگاهیآزما

.سندگان گزارش نشده استیموردی توسط نو: اخلاقی هتاییدی .سندگان گزارش نشده استیموردی توسط نو: تعارض منافع

.سندگان گزارش نشده استیموردی توسط نو سهم نویسندگان:نامه های پایانهای پژوهش از بخش هزینههزینه: منابع مالی

دانشجویی تامین شده است.

منابع1‐SheikhiM,KheyriA.Investigationoftwotypesofsilentlayout versus fan ventilation channel using softwaresimulation. SOUT WA ERTEASH. 2011;2(4):43‐50.[Persian]2‐ Nick A, Becker U, Thoma W. Improved acousticbehaviorofinteriorpartsofrenewableresourcesintheautomotive industry. Journal of Polymers and theEnvironment.2002;10(3):115‐118.3‐ShokoohiTabriziM.Designingofabsorbentpartsusedin acoustic rooms [Dissertation]. Tehran: University ofTehran;2000.[Persian]4‐PriceAJ,MulhollandKA.Theeffectofsurfacetreatmenton sound absorbing materials. Applied Acoustics.2004;1(1):67‐72.5‐MonazamM.Providingasimplemathematicalmodelandvalidatingit‐determinethebestperformancedomainofaudiobarriers.IranOccupationalHealth.2009;6(2):77‐82.[Persian]6‐ Golmohamadi R. Noise and Vibration Engineering:Measurment,assessment,effectandcontrol.3rdEdition.Hamedan:StudentPublications;2007.[Persian]7‐ Hasanzadeh S. Acoustic properties of non‐texturedlayers made of fiber. Isfahan: Isfahan University ofTechnology;2012.[Persian].8‐ Farshidianfar A, Oliazadeh P. Studying the effect ofsound absorber materials in acoustical behavior ofdouble‐wall cylindrical shell. Modares MechanicalEngineering.2015;15(4):331‐338.[Persian]9‐ Yazdanpanah H, Farshidianfar A, Ahmadpour A,FaezianA,MokhtariF.Productionmethodandanalysisofthe acoustic and mechanical properties of softpolyurethanefoamreinforcedbynano‐aluminaparticles.Modares Mechanical Engineering. 2016;16(7):261‐266.[Persian]10‐ Kannan AJ. Acoustical absorptive properties ofnonwovens [Dissertation].Raleigh:NCStateUniversity;2005.11‐MandelbrotBB.TheFractalGeometryofNature.NewYork:TimesBooks(HenryHoltandCompany);1982.12‐GibiaTB,BarjauA,CastorK,ChazaudEB.Acousticalpropagation inaprefractalwaveguide.PhysicalReviewE.2003;67:066609.13‐TakedaMW,KiriharaS,MiyamotoY,SakodaK,HondaK. Localization of electromagnetic waves in three‐dimensional fractal cavities. Physical Review Letters.2004;92:093902.14‐ Vengala XC. Impedance tube for measurement ofsound transmission loss and absorption coefficients ofPolymer cross‐linked aerogel core composites

[Dissertation].Telangana: JawaharlalNehruTechnologyUniversit;2007.15‐ Forouharmajd F, Mohammadi Z. The feasibility ofusingimpedancetubewithtwomicrophonesandsoundabsorption coefficient measurement of Iranian‐madematerials using transfer function method. Journal ofHealthSystemResearch.2016;12(1):119‐124.[Persian]16‐KawabeT,MiyazakiT,OkaD,KoyanagiS,HinokidaniA.SoundabsorptionbyMengerspongefractal.AcousticalSocietyofAmerica.2009;125(5):2830‐2833.17‐ Skinner Ch, Peters J, Vandenbroeck J. AcousticAbsorbers:Athirdwayforthemanagementofsoundinautomobiles.Maastricht:UTECHEurope;2006.18‐ de Bree HE. The Micro flown e‐book. UnknownPublisher;2009.19‐MaaDY.Theoryanddesignofmicroperforatedpanelsound absorbing constructions. Scientia Sinica.1975;18(1):55‐71.20‐MaaDY.Microperforated‐panelwidebandabsorbers.InstituteofNoiseControlEngineering.1987;29(3):77‐84.21‐SanadaA,TanakaN.Extensionoffrequencyrangeofresonant soundabsorbersusingtwo‐degree‐of‐freedomHelmholtzbasedresonatorwithaflexiblepanel.AppliedAcoustics.2013;74(4):509‐516.22‐ Yahya I, Harjana H. New Sound absorptionimprovement strategy for QRD element. 20thInternationalCongressonSoundandVibration(ICSV20),Bangkok,Thailand, 7‐11 July 2013.Unknown Publisher;2013.23‐ Harjana H, Yahya I. Perforated flexible membraneinsertioninfluenceonthesoundabsorptionperformanceof cavity backed micro perforated panel. InternationalConferenceonPhysicsanditsApplications(ICOPIA‐14).Paris:AtlantisPress;2014.24‐MinS,NagamuraK,NakagawaN,OkamuraM.Designof compact micro‐perforated membrane absorber forpolycarbonate pane in automobile. Applied Acoustic.2013;74(4):622‐627.25‐ Kim BS, Cho SJ, Min DK, Park J. Sound absorptionstructure in helical shapes made from fibrous paper.CompositeStructure.2015;134:90‐94. 26‐ van der Aa, Forssén J. Upward refraction of soundpropagating outdoors by graded index sonic crystalsnoisebarrier.AppliedAcoustics.2013;74(1):89‐101.27‐MorrandiF,MiniaciM,MarzaniA,BarbaresiL,GaraiM.Standardisedacousticcharacterisationofsoniccrystalnoisebarrier:Soundinsulationandreflectionproperties.AppliedAcoustics.2016;114:294‐306.28‐Romero‐GarcíaV,KrynkinA,Garcia‐RaffiLM,UmnovaO, Sanchez‐Perez JV. Multi resonant scatterers in soniccrystals:Locallymultiresonantmetamaterial.JournalofSoundandVibration.2013;332(1):184‐198.29‐AlbertiA,GomePM,SpiousasI,EguiaMC.Broadbandresonant cavity inside a two dimensional sonic crystal.AppliedAcoustics.2016;104:1‐5.30‐ Wang XP, Jiang P, Chen TN, Yu KP. Frequencycharacteristics of defect states in a two‐dimensionalphononiccrystalwithslitstructure.InternationalJournalofModernPhysicsB.2016;30(06):1650025.31‐Wu LY, Chen LW.Wave propagation in a 2D soniccrystal with a Helmholtz resonant defect. Journal ofPhysicsD:AppliedPhysics.2010;43(5):055401.32‐BroghanyM,BasirjafariS,SaffarS.Optimizationofflatmulti‐layer sound absorber by using multi‐objectivegenetic algorithm for application in anechoic chamber.Modares Mechanical Engineering. 2016;16(2):215‐222.[Persian]

Page 10: Effect of Material Composition type and Audio Frequency

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران راضيه محمدی ۶۵۸

۱۳۹۸ اسفند، ۳، شماره ۲۰دوره پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس -ماهنامه علمی

33‐ Voisinet BD, Grandin T. O'Connor SF, Tatum JD,DeesingMJ.Bosindicus‐crossfeedlotcattlewithexcitabletemperamentshavetoughermeatandahigherincidenceofborderlinedarkcutters.MeatScience.1997;46(4):367‐377.34‐FergusonDM,WarnerRD.Haveweunderestimatedthe impact of preslaughter stress on meat quality inruminants?.MeatScience.2008;80(1):12‐19.35‐PeñaF,AvilésC,DomenechaV,GonzálezA,MartínezA, Molina A. Effects of stress by unfamiliar sounds oncarcass andmeat traits in bulls from three continentalbeefcattlebreedsatdifferentageingtimes.MeatScience.2014;98(4):718‐725.

36‐ ASTM. Standard E1050‐98, Impedance andabsorption of acoustical materials using a tube, twomicrophones and a digital frequency analysis system.Pennsylvania:ASTM;2014.37‐ Golmohammadi R, Oliyaei M, Samavat H,Motamedzadeh M. Producing of Impedance Tube forMeasurementofAcousticAbsorptionCoefficientofSomeSound Absorber Materials. Avicenna Journal of ClinicalMedicine.2008;15(1):55‐61.[Persian]38‐ Safavi Naini SA, Fathololuomi MR, Fatahi Bafghi A.Hearingparametersinnoiseexposedindustrialworkersin Azmayesh factory. Research in Medicine.2005;29(3):239‐243.[Persian]