b) Phương pháp phịng vang
6.2.2 Kết cấu dao động cộng hưởng hút âm
Cấu tạo của nĩ gồm một tấm mỏng được đĩng hoặc dán trên một hệ sườn gỗ hoặc kim loại, cách bề mặt tường một khoảng trống. Tấm mỏng được chế tạo từ gỗ dán, gỗ ván, thạch cao, xi măng, chất dẻo...
Khi sĩng âm tới mặt kết cấu, dưới tác dụng của áp suất âm tấm mỏng sẽ dao động theo chu kỳ nén và dãn của sĩng âm, do đĩ một phần năng lượng âm sẽ biến thành cơ năng và nhiệt năng để thắng nội ma sát của vật liệu. Mặt khác kết cấu giống như một hệ thống dao động cơ học (tấm mỏng là khối lượng, lớp khơng khí phía sau là lị xo) cĩ tần số dao động riêng, như vậy khi tần số âm tới kết cấu trùng với nĩ sẽ xảy ra cộng hưởng. Khi đĩ kết cấu sẽ dao động rất mạnh, đồng thời khả năng hút âm sẽ đạt cực đại ở các tần số này.
Hình 6.7. Kết cấu dao động cộng hưởng (a) và đặc tính tần số hút âm (b)
(1) khe rỗng thường; (2) khe rỗng cĩ vật liệu xốp
Tần số cộng hưởng fo tương ứng với hệ số hút âm đạt cực đại được xác định:
md 600
fo = (6.5)
trong đĩ m: khối lượng tấm mỏng (kg/m²)
Biểu đồ 6.8 cho phép xác định tần số cộng hưởng fo, ngồi ra cịn xét đến ảnh hưởng của chiều rộng tấm mỏng b (khoảng cách giữa các sườn đỡ tấm mỏng).
Ta thấy khả năng hút âm của kết cấu cĩ tính chọn lựa tần số rõ rệt và tần số cộng hưởng của kết cấu thường nằm ở vùng tần số thấp. Khối lượng tấm mỏng càng lớn, lớp khơng khí càng rộng và dày, tần số cộng hưởng càng thấp. Chính vì vậy mà kết cấu này cịn cĩ tên là kết cấu hút âm tần số thấp.
Kết cấu càng nặng và cứng, khả năng hút âm càng yếu; kết cấu nhẹ và dẻo, khả năng hút âm tăng lên rõ rệt.
Kết cấu hút âm theo kiểu tấm dao động cĩ ưu điểm kết cấu đơn giản, chịu được va đập, dễ làm sạch và đặc biệt cĩ thể tạo được dạng bề mặt bất kỳ. Khả năng hút âm cũng mở rộng và đều hơn khi đặt thêm một lớp vật liệu xốp phía sau tấm mỏng.
Hình 6.8. Biểu đồ xác định tần số cộng hưởng fo theo m, b và d