Звуковые свойства древесины

Скорость распространения звука Сзв, м/с, тем больше, чем меньше плотность р и выше жё­сткость (модуль упругости Е) древесины

Её устанавливают по резонансной частоте вынужденных продольных колебаний f₀, Гц образца длиной l, м по уравнению

Скорость звука для комнатно-сухой древесины лиственницы 4930, сосны 5360, ели 5630, дуба 4720, ясеня 4730, берёзы 5530 м/с. В попереч­ном направлении скорость звука в 3...4 раза меньше, чем вдоль волокон (Скорость звука в стали 5000, свинце 1200, в воздухе 330, в каучуке 30м/с).

Акустическое сопротивление – способность древесины отражать и проводить звук

В продольном направлении R*10^-5 Па-с/м: для лиственницы 33, сосны 28, дуба 31, ясеня 30, бука 28, берёзы 29, (для воздуха 430, каучука 3000, для стали R = 393-10⁵ Па*с/м).

Для характеристики скорости затухания звуковых колебаний и внут­реннего трения древесины используют логарифмический декремент коле­баний δ, численно равный натуральному логарифму отношения двух ам­плитуд с интервалом в 1 период. Декремент изгибных колебаний древеси­ны сосны, ели, берёзы W = 7 % колеблется в пределах 0,0207...0,0272 Нп (непер - отношение двух физических величин, натуральный логарифм ко­торого = 1). Эти показатели используются для определения упругих посто­янных и прочности древесины. По изменению скорости ультразвука в по­перечнике ствола бревна обнаруживают наличие и длину гнили (Ультра­звуковые методы используют для неразрушающего контроля качества – прочности, жёсткости, структурной неоднородности, шероховатости – мо­дифицированной древесины и древесных плит).

Звукоизолирующая способность древесины характеризуется ослаб­лением интенсивности прошедшего через неё звука, или звукового да­вления, оцениваемого по логарифмической шкале с началом отсчёта на по­роге слышимости. Уровень звукового давления измеряется в относитель­ных логарифмических единицах – децибелах (уровень звукодавления раз­говора равен 60 дБ, шума – 80; при 120 дБ возникают болевые ощущения). Звукоизоляционная способность – звукоизоляция оценивается по разности уровней звукодавления перед и за древесной стеной, а также по относи­тельному уменьшению силы звука – коэффициенту звукопроницаемости (например, при толщине стенки из сосновых досок толщиной 30 мм звуко­изоляция составляет 12 дБ, а коэффициент звукопроницаемости 0,065; из дубовых досок толщиной 45 мм – 27 дБ и 0,02). По строительным нормам звукоизоляция стен и перегородок должна быть не ниже 40 дБ, а между­этажных перекрытий 48 дБ. Для практических целей используют коэффи­циент звукопоглощения – отношение звуковой энергии, теряемой в мате­риале, к энергии плоской падающей волны. Для сосновой перегородки толщиной 19 мм в диапазоне частот 100...4000 Гц он равен 0,08 ...0,11.

Резонансной называют древесину, применяемую для изготовления музыкальных смычковых, щипковых и клавишных инструментов и дек, принимающих энергию колебания струн, усиливающих звуки и форми­рующих своеобразный красивый тембр. Качество резонансной древесины оценивается по так называемой акустической константе К, рассчитывае­мой в зависимости от динамического модуля упругости Е, Н/м² (или кг/м/с²) и плотности древесины р, кг/м³ по формуле

Древесина ели, пихты и кедра имеет наибольшую величину акустической константы – около 12 м⁴/кг/с (ГОСТ 6900-83).