Малая жесткость однослойного ограждения, желательная по соображениям акустики, противоречит требованиям достаточно большой прочности ограждения и его статической жесткости.
- Квартира.
В то же время для статики не важно, какой жесткостью обладает ограждение на частотах выше 100 гц (на частотах нормируемого диапазона частот). В принципе можно запроектировать слоистое ограждение, обладающее достаточной статической жесткостью при малой динамической жесткости [44].
Таким ограждением является трехслойная панель, состоящая из
двух внешних слоев с высоким модулем упругости (например, металлических тонких листов), и внутреннего слоя, состоящего из материала малосжимаемого, но податливого на сдвиг.
Изгиб такой пластины может происходить двумя способами [43]. Панель (рис. 81) можно согнуть обычным образом так, чтобы внешний слой растягивался, а внутренний сжимался, или так, чтобы оба внешних слоя сохранили свою первоначальную длину, а материал среднего слоя имел деформацию сдвига. Во втором случае плоскости сечения, которые до изгиба были параллельны, остаются параллельными друг другу и после изгиба, а в первом случае они наклонены друг к другу под определенным углом.
Достаточно очевидно, что изгиб по схеме (рис. 81,а) происходит в том случае, когда пластина изгибается на большой длине в одну и ту же сторону.
Тогда сдвигающие усилия, передаваемые средним слоем, достаточны для того, чтобы обеспечить растяжение или сжатие внешних слоев. Если же пластину изгибать только на небольшом отрезке в одном направлении, то произойдет деформация сдвига (рис. 81,6).
Таким образом, можно ожидать, что при низких частотах и больших длинах волн будет происходить изгиб пластин, а при высоких частотах и малых длинах волн — деформация сдвига. Поскольку скорость распространения волн сдвига не возрастает пропорционально корню квадратному из частоты, как в случае изгиб-иых волн, а остается постоянной, можно ожидать, что с возрастанием частоты скорость изгибных волн в такой пластине сначала увеличивается, а затем, начиная с определенного предела, остается постоянной.
Следовательно, если подобрать средний слой с такими свойствами, при которых скорость волн сдвига значительно меньше скорости звука в воздухе, то можно избежать снижения звукоизоляции за счет эффекта волнового совпадения, не снижая при этом статическую жесткость ограждения.