بررسي ويژگي‌هاي صوتي كامپوزيت هاي الياف كربن و رزين پلي استر و مقايسه نتايج حاصله با چوب درختان صنوبر، گردو و راش

The Investigation of Acoustic Properties of Carbon Fiber-Polyester Composites and Comparing the Results with Poplar, Walnut and Beech Wood Specimens

در اين پژوهش با توجه قابليت هاي بسيار زياد كامپوزيت هاي پليمري براي جايگزيني چوب در ساخت آلات موسيقي، ويژگي‌هاي صوتي كامپوزيت‌هاي الياف كربن- رزين پلي‌استر مانند مدول كشساني (الاستيك)، ضريب صوتي، عامل كارايي تبديل صوت و ديگر عامل‌هاي مرتبط با استفاده از آزمون هاي غير مخرب ارتعاش آزاد طولي و ارتعاش آزاد خمشي و ارتعاش اجباري مورد بررسي قرار گرفت. بمنظور درك بهتر نتايج بدست آمده، سه نمونه چوبي از درختان صنوبر، گردو و راش (كه كاربرد بسيار زيادي در ساخت آلات موسيقي مانند گيتار، ويلون، سنتور، بربط و ... دارند) به عنوان نمونه‌هاي شاهد گزينش شده و كليه آزمون ها به عينه بر روي آنها نيز انجام شد. مقايسه نتايج نشان داد كه كامپوزيت‌هاي ساخته شده داراي ويژگي‌هاي ارتعاشي و صوتي بسيار ويژه‌ و حتي فراتر از چوب درختان صنوبر، گردو و راش مي‌باشند، به طوري كه ميزان سرعت فراصوت و مدول كشساني ويژه در جهت طولي نمونه هاي كامپوزيتي به ترتيب در حدود 11300 متر بر ثانيه و 130 گيگا پاسكال و بسيار فراتر از نمونه هاي چوبي بوده است. ميزان ضريب صوتي نمونه هاي كامپوزيتي نيز مطلوب و تا حدودي برابر با نمونه هاي چوبي است. نتايج ميرايي بدست آمده در نمونه هاي كامپوزيتي نيز بسيار مطلوب و حتي شگفت انگيز گزارش شد.

In this paper, regarding the high capability of polymeric composites as a substitute of the wood in musical instruments, the acoustic properties of carbon fiber-polyester composites, such as elastic modulus, acoustic coefficient, acoustic coefficient efficiency etc, were investigated using free longitudinal and flexural vibration non-destructive tests and forced vibration non-destructive test. For better understanding, three wooden samples of poplar, walnut and beech trees (frequently used in the manufacturing of musical instruments) were chosen and analyzed. Comparing the results showed that the resultant composites had essential acoustic and vibrational properties higher than those of wood samples. Ultrasonic velocity and elastic modulus in longitudinal direction of carbon composites were approximately 11300 m/s and 130GPa, respectively. Besides, the damping results of carbon composites are magnificent and far better than those of the wood specimens.