مقاله تاثیر ساختمان بافت و تعداد لایه بر جذب صوت پارچه­های حلقوی تاری دوجداره

بخشی از مقاله

چکیده

همراه با گسترش صنایع و ایجاد صداهای ناخواسته پدیده آکوستیک و کنترل صوت مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است و تاکنون مواد گوناگونی برای کنترل صوت استفاده شده است. در این تحقیق چهار نمونه با نخ پلیاستر توسط ماشین راشل دو میله سوزن با شش میله راهنما تولید شد. دو جداره کلیه نمونهها یکسان بوده که بافت یک جداره ساده و جداره دیگر سوراخدار میباشد.

تفاوت اصلی نمونهها در زاویه متفاوت نخهای اتصال بین دو جداره متاثر از ساختمان بافت متنوع نمونهها منظور شده است. مقدار ضریب جذب صوت نمونهها از روش لوله امپدانس در هفت فرکانس مختلف بر روی نمونههای تکلایه و سهلایه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان میدهند که با افزایش زاویه نخ اتصال و تعداد لایه، ضریب جذب صوت افزایش می یابد.

-1 مقدمه

امروزه پژوهشگران از روشهای موثری برای کاهش آلودگی صوتی استفاده میکنند. یکی از کاربردیترین روشها برای کنترل صوت، استفاده از مواد جاذب به عنوان پوشش بر روی سطوح است.[1] یکی از ویژگیهای مهم مواد برای کنترل صوت، میزان تخلخل آنهاست که در این میان سازههای الیافی، در کنار برخورداری از میزان تخلخل مناسب و قابل کنترل، نسبتا ارزان و سبک نیز هستند که استفاده از آنها را بیش از سایر مواد توجیهپذیر مینماید. در این میان مطالعه کاربرد پارچههای حلقوی تاری به دلیل ویژگیهایی مانند ظاهر زیبا، آویزش و فرمپذیری راحتتر به عنوان جاذب صدا حائز اهمیت است.

پارچههای حلقوی تاری دو جداره به دلیل برخورداری از دو جداره مجزا به نحوی که هر جداره به طور جداگانه میتواند ساختمان بافت متفاوتی نسبت به دیگری داشته باشد و نیز وجود نخ بین این دو جداره میتوانند برای کنترل صوت مورد استفاده قرار گیرند. دایاس و همکاران مدلی ریاضی را در ارتباط بین ضریب تخلخل و میزان جذب صوت پارچههای حلقوی پودی ارائه کردند و دریافتند در پارچههای با روزنههای کوچکتر و تخلخل کمتر با افزایش ضخامت از قابلیت بالاتری در جذب صوت برخوردارند و برای کاربرد داخل اتومبیل مناسبتر هستند.[3]

-2 تهیه نمونه

در این تحقیق برای تولید پارچههای حلقوی تاری دو جداره از نخ پلی استر با نمره 75 دنیر برای بافت پشت و رو و از مونو فیلامنت پلی استر با نمره 30 دنیر برای اتصال دو جداره به یکدیگر استفاده شد. چهار نمونه پارچه با ساختمان هندسی متفاوت توسط ماشین راشل - RD6 - شرکت کارلمایر با گیج 22 در تراکم بافت ثابت تهیه شد. طرح بافت جدارههای پارچه و مشخصات طرح زنجیر شانههای مربوطه برای همه نمونهها یکسان و در "شکل " 1 نشان داده شده است. همچنین طرح بافت نخهای اتصال و مشخصات طرح زنجیر شانههای مربوط به هریک از نمونهها متفاوت و در "شکل " 2 نشان داده شده است.

شکل:1 طرح بافت جدارههای پارچه و مشخصات طرح زنجیر شانههای مربوطه در همه نمونهها

شکل:2 طرح بافت نخ های اتصال در هریک از نمونهها

به منظور استراحت، نمونههای تولید شده به مدت دو هفته بر روی سطح صاف و در دمای اتاق قرار داده شدند. برای اندازهگیری وزن پارچه از ترازو با دقت دو رقم اعشار با استاندارد ASTM D 3776-96 و برای اندازهگیری ضخامت از دستگاه ضخامتسنج SDL با دقت دو رقم اعشار با استاندارد ASTM D 1777-96 استفاده شد. جهت انجام آزمایش، برای محاسبه ضریب جذب صوت، نمونههایی که با سطح مقطع لوله امپدانس هم اندازه باشند - قطر 30 و 100 میلی متر - تهیه شد. پارامترهای هندسی و فیزیکی نمونههای تولید شده که در آن p درصد تخلخل، t
در "جدول " 1 ارائه شده است. در این جدول ضریب تخلخل نمونهها از معادله - 1 - بدست آمده است V کل حجم اشغال شده توسط پارچه و V m حجم اشغال شده توسط نخ است.
جدول:1 پارامترهای هندسی و فیزیکی نمونههای تولید شده
 
-3 اندازه گیری ضریب جذب صوت

اندازهگیری ضریب جذب صوت - NAC - به روش لوله امپدانس انجام شد. روش لوله امپدانس سریع و تجدیدپذیر است. در این روش از لوله امپدانس دو میکروفون ساخت شرکت BSWA مطابق استاندارد ISO 10534 و ASTM 1050 استفاده شد. لوله امپدانس دو میکروفون به شکل استوانه بوده که یک سر آن منبع صوت قرار دارد و در یک سر دیگر آن محل قرار گیری نمونه می باشد. عملکرد لوله امپدانس برای فرکانسهای مختلف به قطر لوله و موقعیت قرارگیری دو میکروفون بستگی دارد. برای محاسبه ضریب جذب نرمال - - ، ابتدا مقدار فاکتور بازتاب از رابطه زیر بدست می آید.
تابع انتقال کلی میدان صوتی، 1 بر این اساس مقدار ضریب جذب
H تابع انتقال امواج منتشر شده، نرمال - -  عبارت است از:
فاصله بین نمونه و میکروفون دورتر و
 مقادیر مربوط به ضریب جذب صوت برای نمونههای تک لایه در فرکانسهای 500، 1000، 2000، 3000، 4000، 5000 و 6000 هرتز در "جدول " 2 ارائه شده است.

 جدول:2 ضریب جذب صوت نمونهها در حالت تک لایه        
همچنین به منظور تعیین چگونگی تاثیر تعداد لایهها بر ویژگیهای جذب صوت، نمونه ها به صورت سه لایه در لوله امپدانس قرار داده شد و ضریب جذب صوت در هفت فرکانس محاسبه گردید و نتایج حاصله در "جدول " 3 نشان داده شده است.