I. Tổng quan về đề tài nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào tổn thất truyền âm qua tấm composite sandwich và ứng dụng trong giảm ồn tàu thủy. Vật liệu composite sandwich được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng hải nhờ ưu điểm như độ bền cao, khả năng chịu môi trường khắc nghiệt và tính thẩm mỹ. Tuy nhiên, việc giảm tiếng ồn từ động cơ và các nguồn khác trên tàu vẫn là thách thức lớn. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa vật liệu cách âm và đề xuất giải pháp giảm ồn hiệu quả.
1.1. Giới thiệu về vật liệu composite sandwich
Vật liệu composite sandwich bao gồm lớp da và lớp lõi, thường được sử dụng trong chế tạo tàu thủy nhờ khả năng cách âm và cách nhiệt tốt. Lớp da thường làm từ sợi thủy tinh và nhựa polymer, trong khi lớp lõi có thể là foam PU hoặc các vật liệu nhẹ khác. Cấu trúc này giúp giảm tổn thất âm thanh và tăng độ bền cơ học.
1.2. Ứng dụng trong tàu thủy
Vật liệu composite sandwich được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo tàu thủy, đặc biệt là các tàu cao tốc, tàu du lịch và tàu quân sự. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng vật liệu này để giảm ồn trong buồng máy, nơi tiếng ồn từ động cơ diesel là vấn đề nghiêm trọng.
II. Nghiên cứu thực nghiệm xác định tổn thất truyền âm
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành để đo lường tổn thất truyền âm qua các mẫu tấm composite sandwich. Các mẫu thử được chế tạo với các thông số khác nhau về chiều dày lớp da và lớp lõi. Phương pháp đo lường sử dụng phòng thí nghiệm cách âm và thiết bị đo áp suất âm. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự khác biệt đáng kể về tổn thất âm thanh giữa các mẫu thử.
2.1. Phương pháp thực nghiệm
Phương pháp thực nghiệm bao gồm việc chế tạo các mẫu tấm composite sandwich và đo lường tổn thất truyền âm bằng thiết bị chuyên dụng. Các thông số như chiều dày lớp da, chiều dày lớp lõi và khối lượng riêng được thay đổi để đánh giá ảnh hưởng đến khả năng cách âm.
2.2. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy tấm composite sandwich với lớp lõi dày và lớp da mỏng có khả năng cách âm tốt hơn. Các mẫu thử được đánh giá qua chỉ số STL (Sound Transmission Loss), cho thấy sự cải thiện đáng kể so với vật liệu truyền thống.
III. Nghiên cứu tính toán tổn thất truyền âm
Nghiên cứu tính toán dựa trên lý thuyết dao động và phương pháp phần tử hữu hạn để xác định tổn thất truyền âm qua tấm composite sandwich. Mô hình toán học được xây dựng để mô phỏng quá trình truyền âm qua vật liệu. Kết quả tính toán được so sánh với dữ liệu thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác.
3.1. Mô hình toán học
Mô hình toán học dựa trên lý thuyết tấm và phương trình dao động để tính toán tổn thất âm thanh. Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để mô phỏng các điều kiện biên và tải trọng âm thanh.
3.2. So sánh kết quả tính toán và thực nghiệm
Kết quả tính toán được so sánh với dữ liệu thực nghiệm, cho thấy sự tương đồng cao. Điều này khẳng định tính chính xác của mô hình toán học và khả năng ứng dụng trong thực tế.
IV. Ứng dụng giảm ồn buồng máy tàu thủy
Nghiên cứu đã ứng dụng kết quả vào việc giảm ồn trong buồng máy tàu thủy. Các tấm composite sandwich được sử dụng để cách âm động cơ diesel, giảm tiếng ồn phát ra từ buồng máy. Kết quả đo lường cho thấy sự cải thiện đáng kể về mức độ ồn, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.
4.1. Phương pháp giảm ồn
Các phương pháp giảm ồn bao gồm sử dụng tấm cách âm, bình tiêu âm và tường cách âm. Tấm composite sandwich được lựa chọn nhờ khả năng cách âm tốt và độ bền cao.
4.2. Kết quả ứng dụng
Kết quả ứng dụng cho thấy mức độ ồn trong buồng máy giảm đáng kể, đặc biệt ở các tần số cao. Điều này khẳng định hiệu quả của vật liệu composite sandwich trong việc giảm ồn tàu thủy.
