ПЛАСТИ́НКИ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ПЛАСТИ́НКИ в акустике, элементы излучателей и приёмников звука, элементы устройств акустоэлектроники, а также звуковых преград и перегородок. П. конечной толщины может рассматриваться как акустический волновод, поле в котором является совокупностью волн, называемых нормальными волнами. В общем случае нормальная волна содержит продольную и поперечную компоненты колебательного смещения, распространяющиеся в толще П. и отражающиеся на её границах. Нормальные волны в П. подразделяются на два класса: Лэмба волны, у которых имеются как продольные, так и поперечные компоненты колебательного смещения, причём последние направлены перпендикулярно плоскости П., и поперечные нормальные волны, обладающие только одной компонентой смещения, лежащей в плоскости П. и перпендикулярной направлению распространения волны. В П. может распространяться конечное число нормальных волн, отличающихся одна от другой фазовыми и групповыми скоростями, а также распределениями смещений и напряжений по толщине пластинки.
В тонких П. возможно распространение только поперечной волны нулевого порядка, смещения в которой по толщине П. одинаковы, а также двух волн Лэмба нулевого порядка, в первой из которых преобладает продольная компонента смещения, а вторая представляет собой изгибную волну. При распространении изгибной волны каждый элемент тонкой П. смещается перпендикулярно её плоскости. Примеры изгибных волн в П. – стоячие волны в деках муз. инструментов, в диффузорах громкоговорителей. Для изгибных волн тонкая П. является системой с дисперсией: волны разл. частот распространяются в ней с разл. фазовыми скоростями. Эти скорости много меньше скорости распространения продольных волн в изотропной сплошной среде.
Тонкая П. ограниченного размера обладает дискретным набором собств. частот, каждой из которых соответствует своя форма колебаний, представляющая собой систему стоячих волн с той или иной картиной узловых линий. Узловые линии разделяют части П., колеблющиеся с противоположными фазами. Собств. частоты и формы колебаний зависят от изгибной жёсткости П., её удельной массы, размеров и формы, а также от условий закрепления её краёв. Типичными условиями закрепления краёв являются свободный край, шарнирно опёртый край, заделанный край. Определение спектра собств. частот в общем случае представляет собой сложную задачу. Вынужденные колебания П. происходят с частотой внешнего воздействия. При её совпадении с одной из собств. частот имеет место резонанс.
В процессе колебаний П. излучает звук в окружающую среду при условии, что частота колебаний превышает некоторую характеристич. частоту, зависящую, в частности, от величины скорости звука в окружающей среде. Если частота колебаний П. недостаточно высока, в среде возбуждается лишь ближнее звуковое поле, экспоненциально спадающее в направлении, перпендикулярном к плоскости П. Излучение звука демпфирует колебания П. и смещает её собств. частоты.
Волновые явления в П. учитываются при определении звукоизоляции и звуковой прозрачности упругих перегородок. Для описания падения звуковой волны на П. вводят коэф. прохождения плоской волны через П., равный отношению амплитуд прошедшей и падающей волн.