Eric Desart
Expert
Sinds: 18-5-2006
Berichten: 1451
Woonplaats: Antwerpen/België
|
 Geplaatst: Vr Mrt 18, 2011 7:19 pm Onderwerp: Bonded Foam - geagglomereerd schuim - Isofix, Agglomer, enz. |
 |
|
Bonded Foam
Figuren via Google: bonded foam , re-bonded foam , rebonded foam
Wordt verkocht onder vele namen of merknamen (onvolledig): geagglomereerd schuim, vlokkenschuim, Isofix, Agglomer, Agglofoam, Polypress, Perspol, Isol+ Bonded foam, ....
Dit schuim wordt in grote blokken geproduceerd waar tal van densiteiten en plaatdiktes kunnen uit gemaakt en gesneden worden.
Aangezien het een recyclageproduct van snijresten was/is kunnen er tal van kleurcombinaties in voorkomen. Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Voorbeeld 3 Voorbeeld 4
Disclaimer:
De tekst in deze post is hoofdzakelijk geschreven vanuit het geheugen van de auteur, zonder enige wetenschappelijke nauwkeurigheid of volledigheid te pretenderen.
Het doel ligt hoofdzakelijk in het toegankelijker maken van akoestische gegevens van, en rekenmethodes voor van een materiaal door velen gekend en gebruikt, tegenwoordig zeer toegankelijk voor particulieren, maar waar weinig akoestische gegevens van gepubliceerd zijn, waardoor gebruik al te vaak beperkt blijft tot gokken en veronderstellen.
Hierdoor kan dit materiaal eventueel meer doelgericht en aangepast worden ingezet in functie van specifieke DHZ projecten.
Alle gegevens hier houden geen enkele toepassingsgarantie in, maar zijn zuiver informatief, gegeven naar best vermogen (en binnen de beschikbare tijdsomkadering v/d auteur).
Copyright/auteursrecht:
Niets uit deze post kan overgenomen worden naar andere fora, papers of publicaties zonder uitdrukkelijke toestemming van de auteur.
De inhoud van deze post is bedoeld voor strikt persoonlijk gebruik door bezoekers/lezers van dit forum.
Algemeen:
Bonded -, rebonded of re-bonded foam is een typisch Engelse benaming voor geagglomereerd schuim. Agglomereren staat voor: opeenhopen, samenklonteren, enz...
Commerciële benamingen zijn Agglofoam (Agglorex NV Mol = Belgisch producent aan de basis liggend van akoestische toepassingen en gerelateerd onderzoek), Agglomer, Isofix (bron Recticel NV = Belgisch/Nederlands producent), ....., en nog tal van andere commerciële benamingen.
Dergelijk schuim werd oorspronkelijk ontworpen voor de verpakkingsindustrie, en was een recyclage proces van snijresten resulterend uit de verwerking van nieuwe opencellige schuimen.
Het betreft hier elastische opencellige polyurethaanschuimen (PU) verder te verdelen over polyesters en polyethers.
Hierdoor was het basismateriaal voor geagglomereerd schuim (afval, schrap) zeer, tot behoorlijk goedkoop. Er was een periode dat (bepaalde) fabrikanten betaalden om van die snijresten vanaf te geraken.
Dergelijk snijresten worden geselecteerd en gesorteerd, verder vermalen tot vlokken, vermengd met een prepolymeer op basis van Polyol en T.D.I. en geperst tot een target-densiteit.
Deze blokken worden dan verder versneden tot platen met haast willekeurige dikte en maatvoering die een efficiënte deler zijn van de geproduceerde blok-maatvoering.
Dit proces laat echter toe nieuwe eigenschappen aan het schuim toe te voegen die het originele schuim waaruit het geproduceerd werd niet heeft.
Een van de belangrijkste is verhoging van de densiteit, waardoor de elasticiteit, dynamische stijfheid, indrukkingsweerstand, stromingsweerstand enz. kan beïnvloed worden waardoor nieuwe toepassingsgebieden ontstaan.
Zo wordt dergelijk schuim geagglomereerd met resulterende densiteiten van 60 tot 300 kg/m³.
Het is mogelijk dergelijk schuim zo dens te maken dat profielen kunnen gefreesd worden uit dit materiaal.
Terwijl, ingevolge het gebruik van snijresten van een mix aan schuimen, hier een bonte mengeling van kleuren in dergelijke platen te vinden is, bestaat de mogelijkheid hier een extra overheersende kleur aan toe te voegen.
Deze toegevoegde kleur(en) geven de bijkomende mogelijkheid dergelijke schuimen te coderen in functie van densiteit, specifieke functie of toepassingsgebied, enz.
Zo bestaan er versies met een relatief egale zwartbruine grondkleur, die tijdens het productieproces reeds gemengd werden met graszaden en voedingsstoffen. Het grappige is dat zo'n plaat, donker gestockeerd, daar gewoon ligt te liggen, maar eens buiten op een (bijv.) dak gelegd, automatisch uitgroeit tot een gazon. De kunst hier is deze zaden het productieproces te laten overleven, zodat deze, gewoon zoals zaden in de natuur, wachten op de juiste omstandigheden om te ontkiemen.
Door deze bijkomende markten buiten de verpakkingsindustrie, zoals bijvoorbeeld de auto-industrie, meubelindustrie, sport (v.b. judo- en andere sportmatten, wandbeschermingen, ...., zelfs voor Olympische spelen) vrije tijd, inbegrepen schoeisel, zwevende vloeren en wanden, thermische en akoestische isolatie en absorptie (bouwsector), enz., enz.... neemt de vraag naar grondstoffen toe waardoor dergelijke snijresten reeds lang het stadium van goedkope afval achter zich gelaten hebben, maar een basisgrondstof zijn met commerciële waarde bepaald door vraag en aanbod.
Akoestische gegevens:
Noteer dat deze basisgegevens gebaseerd zijn op onderzoeken begin de jaren '90 (ca 20 jaar oud) en dat de auteur hier geen energie in gestoken heeft naar meer recente gegevens te zoeken, noch dat er enige garantie is dat hier vrij toegang tot zou zijn.
Ook hier gebruikt de auteur slechts een beperkt aantal van de hem beschikbare gegevens, aangezien officiële rapporten alleen mits toelating van de rechtmatige opdrachtgever kunnen gepubliceerd worden.
Zo zijn er meerdere metingen van voorzetwanden op basis van Agglofoam. De auteur zal (in een later stadium) navraag doen bij de fabrikant of deze wel of niet kunnen gepubliceerd worden.
Wat hier gebruikt wordt zijn hoofdzakelijk verwerkte gegevens in functie van hun educatieve waarde, beperkt tot privé gebruik, en statistisch verwerkt om een beter beeld te krijgen van de mogelijkheden en beperkingen van een door particulieren zeer gekend en toegankelijk materiaal.
De metingen waaruit deze verwerkingen resulteren zijn uitgevoerd door het WTCB: Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Engelstalig - BBRI: Belgian Building Reseach Institute in opdracht van Agglorex - Lommel België. Het is mij niet duidelijk wat de huidige status is van dit bedrijf.
Geluidsabsorptie:
Deze metingen zijn uitgevoerd in de interferometer ook gekend als de 'Buis van Kundt' , staande golf buis of de impedantiebuis.
Enkele gerelateerde links Wiki: Geluidsabsorptie - Impedance Tube Method - Meer gedetailleerd - Twee-microfoon Methode
Belangrijk hier is dat dergelijke metingen niet direct vergelijkbaar zijn met de traditionele metingen resulterend uit de nagalmkamermethode (de Sabine formules).
Met de nagalmkamermethode kan je absorptiecoefficienten krijgen αS > 1.00, en wordt geluidsabsorptie gemeten met alzijdige inval (diffuusveldmethode).
Met de impedantiebuis meet men alleen rechte inval en betekent de α waarde wel degelijk een percentage in absorptie.
Bij vergelijking moet je er dan ook rekening mee houden dat, vergeleken met de traditionele nagalmkamermethode, de impedantiebuis lagere waarden zal vertonen.
Het gaat te ver hier om deze methodes in detail te analyseren, maar heel grof kan je stellen:
De impedantiebuismethode laat gemakkelijker energetisch juiste(re) absorptiemetingen toe, met dit nadeel dat je op relatief kleine monstergroottes meet, waardoor een statistische middeling zoals bij grote meetmonsters (ca 10 m²) in de nagalmkamer uitgesloten zijn.
De impedantiebuismethode vraagt naar verschillende doormeters en lengtes van meetbuizen teneinde het volledige spectrum te meten.
Het feit dat je in de volgende tabellen slechts het frequentiegebied van 200 Hz tot 2000 Hz vindt heeft dus niets te maken met commerciele strategie, maar met de technische limieten aan een beperkt vergelijkend akoestisch onderzoek binnen een range die een goed vergelijkend beeld van het absorberend gedrag van dergelijk akoestisch schuim duidelijk maakt.
Effect van dikte van de absorberende platen bij constante densiteit.
Figuur 1
Effect van densiteit op de absorberende waarde van 'bonded foam' bij constante dikte van 25 mm.
Figuur 2
Indrukkingsweerstand, Dynamische stijfheid
Ter info:
Figuur 3
Ingevolge de flexibiliteit van het vooraf bepalen van de densiteit van het geagglomereerd schuim, leent dit schuim zich uitstekend tot toepassingen waar de massa-veer resonantie frequentie van een akoestische koppeling of ontkoppeling de determinerende factor is.
Aangezien het basismateriaal in hoofdzaak polyethers zijn, praten we over een materiaal met relatief lage interne demping, dat zich in de werkingsrange hoofdzakelijk als een lineaire veer gedraagt.
Verder laat dit materiaal een grotere nominale compressie toe dan bijvoorbeeld rotswol wat gerelateerd is aan het behoud van de veerkracht in functie van veroudering. Zo kunnen de vezels van minerale wol breken een te hoge statische en/of dynamische belasting.
Toepassing van dergelijk schuim kan dus leiden tot hogere isolatiewaarden dan het gebruik met minerale wol bij gelijke materiaaldiktes.
Natuurlijk kunnen ook andere factoren bepalend zijn in de keuze van een materiaal voor specifieke toepassingen (mechanisch, chemische weerstand, vochtbestendigheid, veroudering, materiaalvermoeidheid, enz...)
Zo zijn er duurdere kwalitatieve schuimen, stijl elastomeren (voorbeeld hiervan zijn de merken Sylomer, E.a.r, maar er zijn er meerdere), waarvan de eigenschappen beter gekend en onder controle te houden zijn, en veel beter bestudeerd worden in functie van kritische trillings- en schokabsorberende toepassingsgebieden en veroudering.
Wanneer we over een lineaire veer praten bedoelen we een veer die, BINNEN DE NOMINALE TOEPASSINGSRANGE, een lineair gedrag vertoont inzake indrukking versus belasting.
Typische voorbeelden zijn spiraalveren, de meeste (maar niet alle) schuimstoffen, minerale wolplaten enz.
Een lage interne demping betekent dat een materiaal hoofdzakelijk elastisch en minder viskeus is. Akoestisch betekent dit dat zo'n materiaal wel ingedrukt wordt (bij opencellige materialen), lees: elastisch aanvoelt, maar deze energie die de vervorming veroorzaakte behoudt (stockeert) en weer teruggeeft.
Vergelijk dit met zo'n kunststof balletjes die zeer hoog terugkaatsen (grappig effect). Siliconen (in gedroogde vorm) is zo'n typisch materiaal met lage interne demping dat zeer sterk terug veert naar zijn oorspronkelijke vorm..
Die energie verdwijnt dus niet, maar wordt gestockeerd bij vervorming en terug afgegeven.
Een viskeus materiaal zal bij vervorming deze energie absorberen en intern omzetten in warmte (andere vorm van energie). Met praat over materialen met hoge interne demping. Typische voorbeelden hiervan zijn boetseerklei , Plasticine, het gekende kinderboetseermateriaal, loodgietersmastiek enz....
Laat een dergelijk materiaal op de grond vallen en dat blijft daar liggen, dood als een pier. De energie van die val en vervorming is weg ....., omgezet in warmte.
In praktijk zijn vele elastische materialen een combinatie van beide (visko-elastisch), waarbij bij het ene materiaal de elastische eigenschap dominanter kan zijn, en bij het andere omgekeerd.
'Bonded foam' behoud hier in belangrijke mate de elastische eigenschappen met relatief lage interne demping van de oorspronkelijke snijresten, vaak hoofdzakelijk polyethers (typisch goedkoper schuim in matrassen en zetels).
Een lage interne demping betekent NIET dat je een slechte ontkoppeling zou hebben bij gebruik als trildemper, zwevende vloeren of aanverwante toepassingen, eerder integendeel. Dergelijke ontkoppeling (lees: isolatie) wordt bepaald door de faserelatie en -verschuiving tussen de twee van elkaar te ontkoppelen objecten.
Zo kan een materiaal met een lage interne demping (dus zeer elastisch) een ietwat hogere isolatiewaarde vertonen dan een materiaal met hoge interne demping (viskeuzer), maar zal ook een hogere opslingering (negatieve isolatie = versterking i.p.v. isolatie) vertonen bij de resonantiefrequentie en omliggend frequentiegebied van het systeem.
Dit werd ook besproken in dit topic: http://forum.noiseconsult.com/viewtopic.php?p=3611#3611
Ter herinnering herneming van de grafiek uit die post (voor meer details bekijk post zelf):
Figuur 4
Belangrijk bij het gebruik van dergelijke materialen in functie van ontkoppeling, of als trillingsdemper, is dus de nominale indrukking onder statische belasting.
Normaal wordt gewerkt op basis van de technische gegevens inzake dynamische stijfheid van het schuim (men berekent de veerconstante k). Ingevolge de constante relatie echter tussen doorzakking en belasting (bij lineaire veren) komt hier een eenvoudig te checken hulpmiddel ter beschikking ten behoeve van Doe Het Zelvers om deze resonantiefrequentie en daaruit resulterende isolatie te bepalen.
Ter herinnering herneming van de grafiek uit die post (voor meer details bekijk post zelf):
Figuur 5
Hier zal je een typisch probleem ervaren.
De niet-akoesticus heeft eigenlijk weinig of geen idee of gevoel hoe de verhoudingen tussen de massa en de stijfheid van de veer moeten zijn om een een voldoend lage massa-veer resonantie te geraken in functie van de verhoopte isolatie.
Traditioneel, zal de massa vaak te laag zijn (voorbeeld houten beplating) en de veer te stijf om goede isolaties te bekomen in het laagfrequent gebied in de subwoofer range.
Historisch meten laboratoria (volgens norm) tussen 100 Hz en 5000 Hz, wat lang geleden dekkend was voor de meeste huishoudelijke woongeluiden en, naar huidige normen, geluidsinstallaties met zeer beperkt muzikaal frequentiebereik.
Statistische analyse en regressieformules 'geagglomereerd schuim' inzake compressie versus belasting en densiteit.
Teneinde minstens een theoretisch beeld te hebben over de hoeveelheid (dragende of steunende oppervlakte) schuim die men dient te gebruiken, moet men een beeld hebben over de drukspanning (indrukkingsweerstand) die het schuim heeft t.o.v. de doorzakking bij statische belasting.
Uit de 20 jaar oude metingen van het WTCB heeft de auteur een aantal waarden in tabelvorm die toelaten hier regressieformules uit te distilleren.
En hier verschijnen in eerste instantie een aantal beperkingen en vraagtekenst, resulterend uit:
- Of ontbrekende informatie, zoals het exact nawegen (en weergeven) van de correct gemeten densiteiten van de meetmonsters eerder dan de weergave van de nominale densiteit.
- Het ontbreken van meetgegeven bij relatief lage compressiewaarden (voorbeeld 5%) die dwingen tot een aantal pragmatische aannames. Aangezien dit geagglomereerd schuim in belangrijke mate zal toegepast worden (bij horizontale belastingen) in een range tussen 5 en 15 %, zijn juist deze lage waarden belangrijk.
- De onzekerheid over het juiste gedrag van dit schuim tussen 0% (onbelast) en een paar % inzakking. Dergelijk geagglomereerd schuim, door de productiewijze (binding van gemalen vlokken schuim) is ook na snijding in plaatvorm niet perfect vlak. Die vlokken en waar deze in elkaar overgaan reageren iets verschillend op het versnijdingsproces, waardoor zo'n plaat niet echt vlak is maar de oppervlakte een beetje een broebelstructuur heeft. Dit heeft geen enkel belang voor praktische toepassingen en kan zelfs als muggenzifterij betiteld worden, maar rekentechnisch heeft dit wel degelijk invloed en introduceert een aantal onzekerheden die een pragmatische aanpak veronderstellen.
In feite reageert dergelijk schuim bij zeer lage belastingen een beetje als een non-lineaire demper. Het materiaal moet zich eerst zetten voor het zich als een lineair te benaderen elastisch materiaal gedraagt.
Dit wordt duidelijker als je verder in dit topic de 2D grafieken zal zien.
- Op dergelijk schuim zitten inzake densiteit productietoleranties die vermeld staan als ±10%. Dit betekent echter wel dat bijvoorbeeld een geagglomereerd schuim monster met een densiteit van nominaal 140 kg/m³ (126 - 154 kg/m³) en een densiteit van nominaal 160 kg/m³ (144 - 176 kg/m³) elkaar zouden kunnen overlappen.
In hoever deze tolerantie terugslaat op deelmonsters (platen) uit een blok, of het totale blok is de auteur niet echt duidelijk. Over het totale blok lijkt deze tolerantie zeer groot (men perst gewoon een totaal gewicht aan vlokken samen tot een vooraf gedefinieerd volume), voor individuele monsters gesneden uit zo'n blok lijkt dit al eerder aannemelijk.
Hoe belangrijk dit is of kan zijn blijkt uit verdere grafieken.
- Het lijkt mij dan ook, als destijds (20 jaar geleden) meer belang aan dergelijke toepassingen was gehecht en men een vergelijkbare statistische analyse had uitgevoerd, dat één en ander gedetailleerder zou uitgewerkt geweest zijn, en eventueel meer bijkomende metingen uitgevoerd.
Ik weet natuurlijk niet in hoever in de loop van deze 20 jaar, door hetzelfde of andere bedrijven bijkomende onderzoeken zouden uitgevoerd zijn.
Gevolgde procedures:
De verdere grafieken zijn gebaseerd op regressies en interpolaties uitgevoerd met professionele hierop toegespitste software, die beduidend verder gaat dan de mogelijkheden van MS Excel ter zake.
3D grafieken procedure.
De metingen van het WTCB over de verschillende densiteiten betrof de belasting by 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% en 70% indrukking van het geagglomereerd schuim (dit geldt verder voor alle metingen).
Onbekend aan de auteur is de grootte van het meetmonster, het eventueel aantal middelingen over meerdere metingen of resultaten uit slechts één meting, enz. De auteur is niet vertrouwd met betrokken normen.
Zoals te verwachten, op basis van deze gegevens, zijn hier geen éénduidige 3D regressieformules formules voor op te bouwen, die met voldoende nauwkeurigheid representatief zijn voor de data.
Er werd geëxperimenteerd met geautomatiseerde procedures die 516 verschillende 3D algoritmes toepaste en deze verder sorteerde op de R² waarde (statische kwaliteitsparameter = kwadraat van de Pearson-correlatiecoëfficiënt).
Hiervan werden de beste tientallen bekeken op hun bruikbaarheid en representativiteit.
De conclusie was dat deze methode ongeschikt was om formules uit te distilleren die voldoende nauwkeurigheid konden waarborgen voor praktisch gebruik.
Toch vind je hier 3D grafieken die eerder bedoeld zijn om een aantal principes en beperkingen te verduidelijken, eerder dan als rekenhulp.
Kijk bij deze grafieken niet naar de sub-verdeling van de schaal waar deze afwijken van elkaar. Deze doen gewoon niet ter zake.
Dit is geen regressie maar een interpolatie op basis van een 3D B-Spline procedure van de 2de orde.
Dit betekent dat deze 3D grafiek exact door de door het WTCB gemeten waarden snijdt. Bij verhoging van de interpolatie orde (minder smoothing) krijg je alleen maar een andere, meer asymmetrische grafiek die minder zinnig wordt.
Wat opvalt hier is de vreemde asymmetrie in de rechter y-as (vreemd verloop - knik in curve - van de belasting bij 70% indrukking in functie van de densiteit).
Figuur 6
Teneinde deze asymmetrie in de rechter y-as te checken, werd dezelfde grafiek beperkt tot 30% indrukking (uiteindelijk is voor ontkoppelingsdoeleindes voornamelijk de range van 5% tot 15-20% hoofdzakelijk interessant) waardoor de z-as schaal ingezoomd wordt. Je ziet hier een herhaling van dit zelfde fenomeen (enigszins verborgen in de eerste grafiek door de relatief lage y-as waarden in functie van de totale y-as schaal)
Figuur 7
Als ide auteur afstapte van de B-Spline interpolatie procedure en verving door een benaderende regressie zie je dat deze knik in de rechter y-as "gesmooth" behouden blijft.
Waar in de eerste 2 grafieken de blauwe bolletjes duidelijk de snijpunten waren van de originele meetwaarden met de grafiek, refereren de verschillend gekleurde bolletjes hier naar de grootte van de standaard deviatie tussen de originele meetwaarden en de 3D grafiek.
Deze grafiek en hieraan gekoppelde regressieformule is echter te onnauwkeurig voor praktisch gebruik en wordt hier alleen weergegeven om een praktisch idee te krijgen van een dergelijke regressie.
Figuur 8
In wezen verwacht je een grafiek waar een logische exponentiële relatie zit zowel in functie van de densiteit als in functie van indrukking.
Ruwweg iets zoals dit ......
Figuur 9
En hier komt iets belangrijks naar boven.
Deze meetresultaten zijn opgegeven voor de nominale densiteit van deze materialen. Maar gelijktijdig vind je gegevens terug die praten over een mogelijke tolerantie op die densiteit van ±10%.
Mogelijk bestaan hier nog andere enigszins beïnvloedende factoren, maar het ontbreken van een juiste densiteitsbepaling van de meetmonsters in de beschikbare gegevens, en het weergeven/koppelen van deze meetwaarden aan de nominale densiteiten lijkt toch een relatief belangrijke tekortkoming.
Om eens te kijken in hoever dit binnen de opgegeven tolerantie (zelfs maar deels) een effect kan hebben heeft de auteur hier de nominale 140 kg/m³ (126-154 kg/m³) eens vervangen door 148 kg/m³ en de nominale 160 kg/m³ (144-176 kg/m³) door 155 kg/m³.
Deze alternatieve waarden zijn niet meer dan oppervlakkige speelse gokjes (die dus geen reële waarde hebben) maar die zich ver binnen de grenzen van de beschreven mogelijke tolerantie voordoen (dus helemaal geen grensgevallen).
Het feit dat deze grafiek snel een veel logischer exponentieel gedrag vertoont wordt hier wel duidelijk.
Het vertelt ook hoe belangrijk dat de juistheid van dergelijke densiteit is (eenvoudig te checken door weging). En dat dit fenomeen belangrijker wordt bij stijgende densiteit.
Hier zie je ook het verschil met de benadering van technisch hoogwaardige (maar beduidend duurdere) materialen die specifiek en dieper bestudeerd worden in functie van vergelijkbare en meer kritische toepassingen.
Figuur 10
2D grafieken procedure.
Er werd geëxperimenteerd met geautomatiseerde procedures die > 400 (afhankelijk densiteit) verschillende 2D algoritmes toepaste (per densiteit) en deze dan sorteerde op de R² waarde (statische kwaliteitsparameter = kwadraat van de Pearson-correlatiecoëfficiënt).
Hiervan werden de beste tientallen bekeken op hun bruikbaarheid en representativiteit. En de resterende few werden nog dieper bekeken op statistische parameters en pragmatisch aanvoelen. Pfffffffff ..... wat een job .......
Wat je hier dus ziet is een selectie uit velen. Het nadeel is dat de auteur door gebrek aan extra metingen (en onzekerheden in de originele gegevens) zijn eigen conclusies niet kan toetsen.
Aangezien, voor praktisch gebruik, voornamelijk de indrukking van ca 5% tot 15% (eventueel tot 20%) belangrijk is, vind je telkens 2 grafieken per densiteit.
- De eerste grafiek dekt het totale gebied zoals het gemeten werd per veelvoud van 10%, vertrekkend van 10% tot 70%. Deze punten zijn aangegeven met de rode 'markers' en de exacte meetwaarden.
De lijngrafiek bestaat in wezen uit punten berekend per 1%, van 0% tot 70%.
Bijkomend is de afwijking van de regressieformule t.o.v. de reële meetwaarde aangegeven in %. Hou er rekening mee dat een dergelijke afwijking niet noodzakelijk als een fout dient geïnterpreteerd te worden, want dat de regressieformule een statistisch logischer distributie kan geven dan de meetwaarde zelf (kijk opmerking bij de grafieken voor de densiteit D100 = 100 kg/m³).
De gebruikte formule en zijn parameters staan op de grafiek. Deze formule kan dus gewoon overgenomen worden.
Hier is echter een kleine "maar". Je zal zien dat een aantal parameters meer dan 15 significante cijfers hebben. De auteur wou deze detail niet verliezen.
Deze formules werden berekend met software die nauwkeuriger werkt dan bijv. MS Excel (intern tot 35 significante cijfers, vergelijk met Excel tot 15 significante cijfers). Waar op het eindresultaat dit aantal cijfers muggenzifterij is, is dat NIET het geval voor het berekenen van de parameters voor regressieformules.
Als je dergelijke getallen in Excel intypt of een kopiëren plakken uitvoert, gaat Excel dit getal gewoon afsnijden, NIET afronden naar 15 significante cijfers, gewoon omdat Excel niet meer rekent met die laatste cijfers. Hier moet je dus manueel aandacht aan schenken, zodat je de getallen zelf juist afrond op het aantal digits geaccepteerd door Excel.
Lotus kan deze getallen wel aan zoals vermeld op de grafiek.
Algemeen: Hou er rekening mee dat in een Engelstalige Excel het decimaal teken het punt [.] is en in de Nederlandstalige standaard de komma [,] dus respectievelijk 0 t/m 0.7 en 0 t/m 0,7
Beschikbaarheid formules:
Ik heb echter, om lastig werk te vermijden, de juiste formules voor Excel (en andere spreadsheet programma's) hier ingevoerd zodat je deze gebruikte formules gewoon kan kopiëren en 'plakken speciaal > als tekst' in MS Excel (de juiste afrondingsprocedure voor de 15 cijfer benadering van MS Excel is hierin reeds verwerkt).
Deze formules zijn er in twee versies (maar zijn functioneel identiek):
- Bovenaan de grafiek van '0% - 70% Deflection' staat de formule voor invoer in een Nederlandstalige Excel.
- Bovenaan de extra grafiek van '0% - 30% Deflection' staat de formule voor invoer in een Engelstalige Excel.
De auteur heeft die formules bewust in een zéér klein lettertype en lichte kleur gezet, zodat die zo weinig mogelijk zouden storen. Er is niets leuk aan het lezen van dergelijke MS Excel formules die uiteindelijk veel duidelijker te lezen en begrijpen zijn als symbolische formule op de grafiek zelf.
Deze formules bevatten slechts 1 variabele: x. Deze x staat voor de indrukking in % die echter moet ingevoerd worden als een factor 0 t/m 0.7. Als je de % getalformatering in Excel gebruikt zal die dit automatisch vertonen als een % waarde van 0% t/m 70%.
Als je deze formules wil testen: De eenvoudigste manier is om gelijk welke willekeurige cel de naam: "x" te geven. Plak je formule gelijk waar je wenst, en voer een waarde van 0 tot 0.7 (of 0,7 in een Nederlandstalige versie) in in deze x-cel.
Als je deze formule anders wil gebruiken is het alleen een kwestie van deze x-variabele in de formule(s) te vervangen door gelijk welke absolute of relatieve referentie.
- De tweede grafiek is gebaseerd op exact dezelfde waarden en formules, en is in wezen alleen een uitzooming op een meer praktisch werkgebied van 0% t/m 30%.
Hier wordt ook dat ogenschijnlijk vreemd gedrag beter zichtbaar in de compressiewaarden van 0 tot 2 à 3%. Dit is het gevolg van de non-lineariteit bij zeer lage belasting zoals voorheen beschreven in deze post.
Toch moet de auteur toegeven dat hij hier pragmatische beslissingen diende te nemen, en hij zich best beter zou voelen wanneer dit juist gedrag getoetst zou kunnen worden aan exacte meetgegevens. Dit zijn eventueel zaken voor latere activiteiten of onderzoek.
De startwaarde van 10% indrukking bij de oorspronkelijke labo metingen laat hier relatief belangrijke vragen onbeantwoord liggen.
Grafiek(en) D.80
Geen bijzondere commentaren.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;-15,813553202704-893,220109718434/LN(x)-591,162651194323/LN(x)^2-980,142937099859/LN(x)^3-408,717690957912/LN(x)^4-70,0296150831262/LN(x)^5;0);"x-max: 0.7")
Figuur 11
=IF(x<=0.7,IF(x>0,-15.813553202704-893.220109718434/LN(x)-591.162651194323/LN(x)^2-980.142937099859/LN(x)^3-408.717690957912/LN(x)^4-70.0296150831262/LN(x)^5,0),"x-max: 0.7")
Figuur 12
Grafiek(en) D.100
Bij de volgende grafiek kan je duidelijk een vraagteken stellen naar de oorzaak van deze asymmetrie in de meetgegevens van 40% t/m 60% indrukking.
Wat is hier gebeurd? Is dit gemeten op verschillende meetmonsters? Dit is niet onlogisch aangezien bij zware belastingen het materiaal niet helemaal terugkeert naar zijn oorspronkelijke dikte.
Het niet kunnen beantwoorden van deze vraag laat ruimte voor twijfels. Het is hoegenaamd niet noodzakelijk dat de regressie hier zwaar in de fout gaat.
Er is iets dat niet logisch is ..... Maar wat? Dit is typisch een fenomeen dat bij de oorspronkelijke meetsessie de aandacht zou moeten getrokken hebben.
Voor praktisch gebruik echter in de 5% t/m 15-20% range doen betrokken vraagtekens niet erg ter zake.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;-46,6868429980784-914,358523576769/LN(x)+269,125989035915/LN(x)^2-187,344371888578/LN(x)^3;0);"x-max: 0.7")
Figuur 13
=IF(x<=0.7,IF(x>0,-46.6868429980784-914.358523576769/LN(x)+269.125989035915/LN(x)^2-187.344371888578/LN(x)^3,0),"x-max: 0.7")
Figuur 14
Grafiek(en) D.120
Geen bijzondere commentaren.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;(0,00409208718257799-25740,8787931995*LN(x)+18906,9966799019*LN(x)^2+2822,79348558067*LN(x)^3)/(1+8,76947469823414*LN(x)+22,9243427093163*LN(x)^2-2,82437363753392*LN(x)^3);0);"x-max: 0.7")
Figuur 15
=IF(x<=0.7,IF(x>0,(0.00409208718257799-25740.8787931995*LN(x)+18906.9966799019*LN(x)^2+2822.79348558067*LN(x)^3)/(1+8.76947469823414*LN(x)+22.9243427093163*LN(x)^2-2.82437363753392*LN(x)^3),0),"x-max: 0.7")
Figuur 16
Grafiek(en) D.140
In functie van de densiteit 140 kg/m³ en 160 kg/m³ blijven de vraagtekens gelden in functie van de exacte densiteit (of andere beïnvloedende parameters) van deze materialen. Zie hiervoor naar de gerelateerde uitleg bij de 3D grafieken.
Deze curve op zich geeft een logische distributie. Alleen is onduidelijk in hoever de nominale densiteit representatief is voor de exact gemeten densiteit. In dit geval heeft deze productie tolerantie blijkbaar wel degelijk invloed op de hoogte van de ganse curve.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;-40,236617522087-2562,2720631504/LN(x)+2294,18120434507/LN(x)^2-1516,14444049608/LN(x)^3-1358,83861628001/LN(x)^4-283,549694022967/LN(x)^5;0);"x-max: 0.7")
Figuur 17
=IF(x<=0.7,IF(x>0,-40.236617522087-2562.2720631504/LN(x)+2294.18120434507/LN(x)^2-1516.14444049608/LN(x)^3-1358.83861628001/LN(x)^4-283.549694022967/LN(x)^5,0),"x-max: 0.7")
Figuur 18
Grafiek(en) D.160
In functie van de densiteit 140 kg/m³ en 160 kg/m³ blijven de vraagtekens gelden in functie van de exacte densiteit (of andere beïnvloedende parameters) van deze materialen. Zie hiervoor naar de gerelateerde uitleg bij de 3D grafieken.
Deze curve op zich geeft een logische distributie. Alleen is onduidelijk in hoever de nominale densiteit representatief is voor de exact gemeten densiteit. In dit geval heeft deze productie tolerantie blijkbaar wel degelijk invloed op de hoogte van de ganse curve.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;-50,9216346502014-2673,31396544821/LN(x)+2589,6469223334/LN(x)^2-1570,27041758405/LN(x)^3-1360,20023036972/LN(x)^4-280,763413946598/LN(x)^5;0);"x-max: 0.7")
Figuur 19
=IF(x<=0.7,IF(x>0,-50.9216346502014-2673.31396544821/LN(x)+2589.6469223334/LN(x)^2-1570.27041758405/LN(x)^3-1360.20023036972/LN(x)^4-280.763413946598/LN(x)^5,0),"x-max: 0.7")
Figuur 20
Grafiek(en) D.200
Geen bijzondere commentaren.
=ALS(x<=0,7;ALS(x>0;(8,80126474176061+8354,68126524074*x^0,5)/(1+-0,775783236205858*x^0,5+-0,318636375649164*x);0);"x-max: 0.7")
Figuur 21
=IF(x<=0.7,IF(x>0,(8.80126474176061+8354.68126524074*x^0.5)/(1+-0.775783236205858*x^0.5+-0.318636375649164*x),0),"x-max: 0.7")
Figuur 22
Voorlopige conclusies.
Deze post dient nog verder uitgewerkt te worden in functie van de dynamische stijfheid van het geagglomereerd schuim, waar de auteur ook gegevens over heeft en waar de massa-veer resonanties kunnen berekend worden vanuit de veerconstante van het schuim in functie van dikte en densiteit versus massa.
Verder moet de mogelijke impact van het randeffect bekeken worden (bestaat geen info over waar de auteur weet van heeft).
Deze post krijgt vermoedelijk/mogelijk nog een aantal edits nadat de auteur deze zelf van op enige afstand terug heeft kunnen herlezen.
Echter:
Gezien de onzekerheden die uit deze meetgegevens en hun analyse resulteren, kan je wel mooie formules toepassen, maar de vraag blijft hoe juist zijn de basisgegevens en in hoever zijn de nominale densiteiten van de gemeten stijfheidsgegevens representatief voor de reële exacte densiteiten?
Waar de D80 = densiteit 80 kg/m³ de meest standaard voorkomende plaat is, inzake drukweerstand het best aansluit bij real-life projecten, en de theoretische gegevens en regressieformule geen directe aanleiding geeft tot gerede twijfels zijn deze grafieken voor deze densiteit zeker bruikbaar.
Duidelijk is echter dat bij een vuistregel van 10% compressie van het geagglomereerd schuim en goede uitgangsbasis is om projecten mee te berekenen (zie ook bovenstaande grafiekjes inzake de relatie nominale doorzakking en massa-veer resonantie, en gerelateerde post).
Het voordeel van deze benadering is zelfs dat men enigszins onafhankelijk wordt van onzekerheden die uit deze post zouden kunnen blijven hangen, en dat men deze doorzakking ook met eenvoudige Doe Het Zelf middelen kan uittesten.
Een aantal basisprincipes zijn:
- Hoe groter de nominale doorzakking hoe lager de massa-veer resonantie komt te liggen, wat gelijktijdig een verhoging van de ontkoppeling c.q. isolatie betekent.
- Je mag een materiaal niet overbelasten in functie van materiaalvermoeidheid, veroudering enz. Een materiaal moet na verwijdering van de belasting zijn oorspronkelijke vorm/dikte (ca) terug aannemen wat een garantie is dat het materiaal niet negatief beïnvloed werd door overbelasting.
- Als je je massa-veer resonantie in de buurt van een hoofdstoorfrequentie legt die je wilt isoleren, kan je zelf een trillingsprobleem veroorzaken of versterken eerder dan het op te lossen.
Het gezegde: "Baat het niet dan schaadt het niet" gaat in akoestiek zelden op. Je doet steeds iets (behalve in het gebied ver beneden de resonantiefrequentie): Of je verbetert je isolatie, of verslecht de reeds bestaande isolatie. Het nul-punt waarop niets gebeurt is gewoon het snijpunt tussen verbeteren en verslechten.
Zo kan ook een frequentiegebied dat voorheen helemaal geen probleem was een probleem worden door slechte keuze van de massa-veer resonantie.
- Bij vele elastische kunststofmaterialen (inbegrepen het hier besproken geagglomereerd schuim) is 10% een goede vuistregel. Bij rotswol bijvoorbeeld is deze 10% teveel in functie van potentiële degeneratie van het materiaal (heb een en ander gecheckt met producent zelf).
- Het is logisch dat deze 10% (of lager) vuistregel belangrijker wordt bij kritische projecten waar vervanging van het materiaal na langere periode haast onmogelijk of zéér kostelijk zou zijn, zoals bijvoorbeeld bij betonnen zwevende vloeren. Bij minder kritische projecten kan je veilig een ietwat grotere inzakking kan gebruiken ingeval van eenvoudig te vervangen materiaal zoals bijvoorbeeld onder een riser (lokaal relatief licht zwevend vloertje) of onder luidsprekers, andere kleine of eenvoudiger toegankelijke apparatuur, enz..
- Tal van tests werden uitgevoerd op dit geagglomereerd schuim volgens diverse betrokken normen (DIN 53571, 53572, Klimaproef, Humid ageing test, Dry Heat Test, enz). Onder normale gebruiksomstandigheden (zelfs met uitschieters) golden volgende algemene conclusies: ongevoelig voor warmte, permanente elasticiteit, constante mechanische eigenschappen, zéér langzame veroudering, uitstekende trekvastheid, zeer goede isolatie, zowel akoestisch als thermisch.
- Dit betekent niet dat de auteur dit materiaal zou kiezen bij kritische projecten over meer gespecialiseerde technische hoogstaande materialen inzake trillingsontkoppeling, die veel diepgaander bestudeerd zijn in functie van hun eigenschappen ter zake, ook in functie van tijd.
Toch kent dit geagglomereerd schuim aantrekkelijke toepassingsgebieden. Het is NIET zo dat goedkopere elastische materialen minder goed zouden isoleren of ontkoppelen dan dure materialen.
De prijsverschillen met duurdere materialen, die best terecht kunnen zijn, zijn te zoeken in tal van andere zaken zoals R&D, controle op bepaalde eigenschappen voor specifieke toepassingen, eigenschappen onder alle mogelijke chemische, mechanische en natuurkundige belastingen in functie van tijd, enz.
Een mogelijke DHZ methode om een dergelijke 'belasting versus indrukkingstest' uit te voeren vind je ook in deze post (deze ganse topic kan nuttig zijn om door te nemen):
http://forum.noiseconsult.com/viewtopic.php?p=3884#3884
Herneming betrokken figuur:
Het geagglomereerd schuim kan evengoed 100% schuim zijn dan de getoonde stukjes met een plaatje op.
Figuur 23
Algemene tip:
De DHZer die dergelijke tests doet en tracht zijn massa-veer resonantie laag te krijgen zal snel merken dat dit ten koste gaat van de stabiliteit van het lokaal zwevend vloertje, de luidsprekers, equipement, wat ook.
Dit is gevolg van het feit dat zo'n veer behoorlijk slap moet zijn (of de afgeveerde massa behoorlijk hoog) om die eigenresonantie laag genoeg te krijgen.
Om dit op te lossen is het steeds een voordeel om de massa die bovenop de trildemper rust zo zwaar mogelijk te krijgen met een zo laag mogelijk zwaartepunt.
Bij een lokaal zwevend vloertje bijvoorbeeld kan een goed ontkoppeld vloertje aanvoelen als een matras. Bij een drum riser kan de plaats waar de drummer zit dieper gaan doorzakken dan de rest van het vloertje. Verstijving van de veer (meer schuim of hogere densiteit schuim) om dit op te lossen betekent dan weer een nadeel voor de isolatie (verhoging massa-veer resonantie = slechtere isolatie).
Bij een luidspreker kan de laterale stabiliteit behoorlijk afnemen (je krijgt een speaker die kan wiebelen). Terwijl dit niet noodzakelijk een akoestisch nadeel hoeft te zijn, maar wel beperkt kan (die laterale resonantiefrequentie - dat wiebelen - is meestal zo laag dat die op zich relatief goed ontkoppeld is van de aanstootfrequenties van de speaker zelf), kan dit toch best hinderlijk zijn.
Leg een staalplaat (mooi van maat), of welke massa ook op het schuim waar je dan je speaker op plaatst. Hierdoor kan je de stijfheid van je veer verhogen bij gelijke nominale indrukking en is het zwaartepunt van je speaker verlaagd wat ook ten goede komt aan zijn stabiliteit. Uiteindelijk zijn speakers specifiek ontworpen om op een stabiele ondergrond te staan.
Dergelijke staalplaat kan je eenvoudig bestellen bij meerdere leveranciers die dergelijke platen kunnen snijden (laser, plasma, ...) of branden en eventueel de randen bijwerken. Ik praat hier (meestal) niet meer over diktes die op normale plaatsnijmachines kunnen verwerkt worden.
Het resultaat is een elegante ogenschijnlijk relatief dunne plaat (hoog soortelijk gewicht, eventueel geverfd/gespoten in kleur van ondergrond of speaker zelf) die helemaal niet storend dient te zijn vanuit esthetisch standpunt.
Inzake het zwevend vloertje is het zaak de massa van het top-vloertje zo hoog mogelijk te maken zodat de relatieve verhouding tussen het top-vloertje en het top-vloertje + bijkomende belasting zo klein mogelijk blijft.
Edit: Noteer dat hier mogelijk nog meer edit's in komen. Dit zijn geen inhoudelijke wijzigingen. Wat je de 1ste maal las klopt nog steeds op exacte dezelfde manier. Het betreft spellingsfouten, formuleringen die iets duidelijker konden, extra toevoegingen in (beperkt), meestal onderaan de post.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PS: Hoort dit hier thuis of in het sub-forum akoestiek?
Kan ik bij akoestiek niet een samenvattende post plaatsen waar alleen de D80 grafiek en wat praktische dingen zit? Hier zit nogal wat niet direct bruikbaars in dat mogelijk kan overdonderen.
Graag suggestie .......
Laatst aangepast door Eric Desart op Za Mrt 23, 2013 6:30 am, in totaal 33 keer bewerkt |
|
FAQ
ZOEKEN
Gebruikers
Registreer (NIET verplicht!)
Profiel
Inloggen
