Värähtelyn eteneminen rakenteissa ja äänen säteily

Hiljaisen tuotteen suunnittelun lähtökohtana on usein jo tuotannossa olevan version meluominaisuuksien määritys eli äänilähteiden ja niiden keskinäisen merkittävyyden selvittäminen. Perusteellisempi äänen syntymekanismeihin perehtyminen ja hiljaisempien rakenneratkaisujen kehittely edellyttävät jotain enemmän. Tavoitteena tulee olla riittävän hiljainen kone, jolloin ei tarvita prototyypin päälle rakennettuja meluntorjuntavirityksiä, vaan ne on jo ”piilotettu” valmiin koneen rakenteisiin osana suunnitteluprosessia. Värähtelevän rakenteen äänensäteily on useissa koneissa merkittävä melunsyntymekanismi. Lisäinformaatiota siitä, mitä rakenteissa tapahtuu, saadaan numeerisella koneen tai koneen osan mallilla ja erilaisilla värähtely- ja äänimittauksilla. Runkoäänen etenemistä koneen rakenteissa tarkastellaan usein koneen kahden eri osan liitoksessa. Herätemekanismit vaikuttavat rakenteeseen A (lähde) ja mekaaninen värähtely etenee osaan B (vastaanotin). Lähteen ja vastaanottimen dynaamiset ominaisuudet liitoksessa voidaan suunnitella sellaisiksi, että runkoäänen siirtyminen on tehotonta. Tällöin lähteen ja vastaanottimen liitoksiin luodaan mahdollisimman suuri mobiliteettiepäsovitus. Liitoskohtien mobiliteetit vaikuttavat myös rakenteiden äänensäteilyyn. Koneen pinnan värähtelynopeus ja säteilysuhde määräävät syntyvän äänitehon. Säteilysuhde kuvaa kuinka tehokkaasti pinnan värähtely kytkeytyy ääneksi. Rakenteen mekaanisten ominaisuuksien lisäksi se on riippuvainen mm. myös herätteistä ja siirtoteistä. Tässä paperissa havainnollistetaan esimerkein mobiliteettisovituksen ja säteilysuhteen vaikutusta äänitehoon.