CC BY
3
136 FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY 2 2023
https://doi.org/10.21122/1683-6065-2023-2-136 Поступила 11.05.2023
Received 11.05.2023
РАСЧЕТ СРЕДНЕГО ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ СПЛАВОВ МЕТОДОМ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ЗВУКОВОГО УПРОЧНЕНИЯ
Разработчики метода аэродинамического звукового упрочнения (АДУ) считают, что звук со средней частотой v = 160 Гц и средней интенсивностью I=0,3 Вт/м2 оказывает динамическое воздействие на сплавы, повышая их прочностные свойства [1-3]. Но при этом не указывается величина среднего звукового давления, которое метод АДУ оказывает на обрабатываемые заготовки.
Громкость звука интенсивностью I, выраженная в децибелах, определяется следующим уравнением [4]:
L = 101g-^, (1)
I0
где 10) - интенсивность звука у порога слышимости (порог слышимости).
Порог слышимости зависит от частоты звука. При частоте звука 1000 Гц порог слышимости составляет 1-10"12 Вт/м2, а при частоте звука 100 Гц - 1-10-8 Вт/м2 [4]. Исходя из этого, можно считать, что при частоте звука 160 Гц I0 = 0,3-10-8 Вт/м2. Тогда в соответствии с формулой (1) средняя громкость звука в методе АДУ составляет 80 дБ.
Уровень звукового давления равен громкости звука и определяется по уравнению [4]:
P
L = 201g—, (2)
P0
где P - звуковое давление; P0) - условный порог звукового давления (стандартный порог слышимости).
Стандартный порог слышимости также зависит от частоты звука. При частоте звука 1000 Гц стандартный порог слышимости равен 2-10-5 Па, а при частоте звука 160 Гц - 2-10-4 Па [4]. Тогда, учитывая, что L = 80 дБ в соответствии с формулой (2) получаем:
P
80 = 201g—, (3)
2 -10
где Рср - среднее звуковое давление в методе АДУ. Решая уравнение (3) относительно Рср, получаем Рср= 2 Па.
Таким образом, среднее звуковое давление при обработке сплавов методом АДУ составляет всего 2 Н/м2. Это очень малая величина, поэтому звук в методе АДУ не может оказывать динамическое воздействие на заготовки с целью повышения их прочностных свойств.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жигалов А. Н., Шелег В. К. Теоретические основы аэродинамического звукового упрочнения твердосплавного инструмента для процессов прерывистого резания. Могилев: МГУП, 2019. 213 с.
2. Жигалов А. Н. Теоретические и технологические основы аэродинамического звукового упрочнения твердосплавного инструмента для процессов прерывистого резания: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Минск, 2021. 44 с.
3. Жигалов А. Н., Горавский И. А. Экспериментальные исследования физико-механических свойств быстрорежущих сталей, упрочненных аэродинамическим звуковым методом // Горная механика и машиностроение. 2022. № 2. С. 17-29.
4. Аксенович Л. А., Зенькович В. И., Фарино К. С. Физика в средней школе. Минск: Аверсэв, 2010. 1102 с.
В. Ю. СТЕЦЕНКО, г. Могилев, Беларусь. E-mail: stetsenko.52@bk.ru
