تحليل انتقال توان صوتي از طريق پنل هاي دوجداره كامپوزيت لايه اي با لايه متخلخل مياني تحت شرايط مرزي مختلف

Powersound transmission through double-walled laminated composite panel with intermediate porous layer considering different boundary conditions

در اين مقاله، رفتار صوتي پنل‌هاي دوجداره كامپوزيتي عايق صوت با يك لايه مياني متخلخل در چارچوب تيوري كلاسيك صفحات كامپوزيتي لايه اي (CLPT) مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلي اين مقاله، بررسي تحليلي اثرات استفاده از شرايط مرزي مختلف بر روي لايه متخلخل و نيز شناسايي پارامترهاي موثر بر روي انتقال توان صوتي از طريق اين سازه‌ها است. بر اين مبنا، روابط كوپلينگ ويسكوز و اينرسي در معادلات ديناميك انتقال تنش و نيز كوپلينگ الاستيك در نوشتن معادلات تنش- كرنش مواد متخلخل، بر اساس تيوري بايوت مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر اين، معادلات حاكم بر انتشار موج با توجه به معادلات كلاسيك ارتعاشات مواد كامپوزيت لايه اي، استخراج شده است. سپس با اعمال شرايط مرزي مختلف و حل همزمان معادلات، ضريب افت انتقال صوت (TL) سازه محاسبه شده است. نتايج حل تحليلي با نتايج عددي حاصل از تحليل انرژي آماري (SEA) و نيز داده‌هاي آزمايشگاهي موجود در اين زمينه مورد مقايسه قرارگرفته و صحه گذاري شده اند. نهايتاً پارامترهاي موثر بر روي ضريب TL اين سازه‌ها و ميزان تاثير هر يك در شرايط مرزي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند نحوه اتصال لايه متخلخل به صفحات كامپوزيتي (نوع شرايط مرزي) و نيز چيدمان لايه ها، نقش مهمي در كاهش انتقال توان صوتي از طريق اين سازه‌ها دارند.

In this paper, the sound behavior of a double walled composite with an intermediate porous layer has been conducted using the classical laminated plate theory (CLPT). The main objective of the paper is devoted to considering the analytical study of various boundaries on porous layers as well as parameter study on power transmission through the structure. Thus, viscous and inertia coupling in a dynamic equation, as well as stress transfer, thermal and elastic coupling of porous material are considered based on Biot theory. In addition, the equation of wave propagation are extracted according to vibration equation of composite layers. Then, with applying the various boundaries on the structures along with solving these equations simultaneously, the Transmission Loss (TL) is calculated. The analytical results are compared with both numerical ones obtained from Statistical energy Analysis (SEA) as well as empirical results and an excellent agreement is observed. The parametric studies are presented to investigate the effects of boundary conditions on TL. The results indicate that the interface of porous-composite layers as well as stacking sequences of the composite layers would play an important role in reduction of power transmission through the structure.