Właściwości elastyczne i akustyczne materiałów porowatych
Polimerowe materiały porowate są wytwarzane w różnorodnych formach, na przykład jako pianki czy też wełny mineralne i szklane, stosowane do tłumienia hałasu i drgań. Materiały te mają szczególne właściwości mechaniczne, wśród których elastyczność odgrywa kluczową rolę w ich parametrach akustycznych. Znajomość ich właściwości elastycznych jest niezbędna do dokładnego modelowania propagacji fal akustycznych. Badacze uczestniczący w projekcie PAM (The physics of acoustic materials), finansowanym ze środków UE, zaproponowali wykorzystanie kierowanych fal do określenia, w szczególności, współczynnika ścinania, przy zwiększonym zakresie częstotliwości i temperatur. W eksperymentach tych przepuszczano przez płyty pianki poliuretanowej kierowane fale akustyczne typu Rayleigha, które lepiej nadawały się do tego celu. Uczeni wykorzystali quasi-monochromatyczne fale Rayleigha, generowane przez mały wibrator. Ich prędkość i amplitudę monitorowano przy pomocy laserowych wibrometrów dopplerowskich w różnych odległościach. Prędkość grupową i fazową fal określono, łącząc wykonane pomiary z przewidywaniami teoretycznymi modeli fizycznych, opisujących propagację fal w materiale. Obliczenie prędkości fal pozwoliło z kolei na wyodrębnienie parametrów przydatnych przy projektowaniu nowych materiałów. W przypadku materiałów porowatych stosowanych do izolacji samolotów ważna jest znajomość zależności ich właściwości elastycznych od temperatury. Możliwe, że niektóre materiały stają się wibro-elastyczne w pewnych zakresach temperatur. Brakuje jednak danych eksperymentalnych uzyskanych w niskich temperaturach występujących podczas lotu. Nowa technika fal prowadzonych opracowana w ramach projektu PAM może potencjalnie objąć szeroki zakres temperatur i kilka rzędów wielkości częstotliwości. Dzięki temu powinno być możliwe wiarygodne określanie mechanizmów fizycznych związanych z lepkosprężystością polimerowych materiałów porowatych. Trwają prace mające na celu uzyskanie danych na temat częstotliwości poniżej 100 Hz, aż do 10 mHz. Pomiary wykonane przy pomocy laserowego wibrometru dopplerowskiego wykorzystano już w nowej metodzie, obejmującej obszar niższych częstotliwości, wymaganej do określenia właściwości dotyczących przenoszenia dźwięku w ścianach pomieszczeń pogłosowych.
