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Sound Insulation of a Circular Plate for a Single Sound Pulse

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Abstract:

The sound insulation of a clamped circular plate is studied theoretically and experimentally when a plane single sound pulse impinges normally on the plate. The radiation field is discussed in the semi-infinite space by analyzing exactly the motion of a clamped circular plate set in a plane rigid wall. The plate vibrates in such a manner that the piston-like and the flexural vibration are superposed together. The resultant waves radiated due to these two types of vibrations propagate in the semi-infinite space in different ways from each other, and then the initial imputes (first shock) of the wave, which is decided by the piston motion of the plate, becomes comparatively to stand out, as the distance from the plate increases, with that caused by the flexural vibration following the first shock.

The sound insulation effect is evaluated in terms of the insertion loss, R r (ω), taking into account not only the insulation characteristics of the plate itself but also the propagation behavior in the semi-infinite space. As the distance increases, R r (ω) fluctuates around the mass law curve. Reasonable agreements between the calculated and the observed results of radiated waveforms and of R r(ω) are obtained.

Zusammenfassung

Die Schalldämmung einer eingespannten, kreisförmigen Platte für einen ebenen, senkrecht auf die Platte auftreffenden Einzelimpuls wird theoretisch und experimentell untersucht. Durch exakte Analyse der Bewegung einer eingespannten, kreisförmigen Platte in einer starren Wand wird das Strahlungsfeld in einem unendlich ausgedehnten Halbraum diskutiert. Die Platte schwingt dergestalt, daß Kolbenbewegungen und Biegeschwingungen sich überlagern. Die aufgrund dieser beiden Schwingungstypen resultierenden, abgestrahlten Wellen breiten sich in unterschiedlicher Weise im Halbraum aus, wodurch der Anfangsimpuls (erster Stoß) der Welle, der durch die Kolbenbewegung der Platte bestimmt wird, mit steigender Entfernung von der Platte den Impuls, der durch die dem ersten Stoß folgenden Biegeschwingungen verursacht wird, überragt.

Die Dämmwirkung wird mit Hilfe des Einfügungsverlustes R r (ω) ausgewertet, wobei nicht nur die Dämmcharakteristik der Platte selbst, sondern auch das Ausbreitungsverhalten im Halbraum Berücksichtigung findet. Für größere Entfernungen schwankt R r (ω) um den nach dem Massegesetz zu erwartenden Verlauf. Zwischen den für die abgestrahlte Wellenform und für R r (ω) berechneten und den beobachteten Ergebnissen wurde eine gute Übereinstimmung erzielt.

Sommaire

On a étudié, théoriquement et expérimentalement, l'isolement acoustique procuré par une plaque circulaire encastrée frappée sous incidence normale par une onde sonore plane constituée d'une impulsion unique. Le champ rayonné se déduit, dans l'espace semi-infini considéré, à partir d'une analyse rigoureuse du mouvement d'une plaque circulaire plane encastrée dans un écran plan rigide. Celle-ci vibre de telle manière que s'y superposent le mode de translation (mouvement de piston) et le mode de flexion. Les ondes rayonnées dans un espace semi-infini par ces deux types de vibration de la plaque se propagent très différemment l'une de l'autre. Ainsi le mouvement de piston de la plaque produit une impulsion initiale (première onde de choc) qui persiste jusqu' à des distances relativement éloignées de la plaque, alors que les impulsions suivantes, causées par le mode de flexion, ont une portée moindre.

L'effet d'isolement acoustique procuré par la plaque est évalué en fonction de la perte d'insertion R r (ω) qui prend en compte non seulement les caractéristiques d'atténuation de la plaque elle-même, mais également le comportement de la propagation de l'onde rayonnée dans le demi- espace considéré. Au fur et à mesure que la distance augmente, R r (ω) fluctue autour des valeurs fournies par la loi de masse. On a obtenu un accord raisonnable entre valeurs calculées et résultats expérimentaux, tant pour la forme des ondes transmises que pour la fonction R r(ω).

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 1980

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dav/aaua/1980/00000046/00000003/art00016
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