Методологічні засади розроблення захисних конструкцій для екранування електромагнітних та акустичних полів

Заголовок (англійською): 
Methodological Foundations Protective Structures Development for Shielding Electromagnetic and Acoustic Fields
Автор(и): 
Глива В.А.
Запорожець О. І.
Левченко Л.О.
Бурдейна Н.Б.
Назаренко В.І.
Автор(и) (англ): 
Glyva V.A.
Zaporozhets O.I.
Levchenko L.O.
Burdeina N.B.
Nazarenko V.I.
Ключові слова (укр): 
електромагнітне поле, акустичне поле, низькочастотний звук, екранування, пружні модулі
Ключові слова (англ): 
electromagnetic field, acoustic field, low-frequency sound, shielding, elastic modules
Анотація (укр): 
У багатьох випадках потрібний одночасний захист від впливу електромагнітних та акустичних полів широких частотних діапазонів. Складність такоїзадачі полягає у неможливості суттєвого зниження рівнів низькочастотного звуку традиційними звукопоглинання матеріалами, а також різними вимогами до матеріалів, які екранують низькочастотні та високочастотні електромагнітні поля. Запропоновано розв’язання цієї задачі за рахунок створення двошарової конструкції, лицьова поверхня якої суцільна, а внутрішня перфорована. Лицьова панель може бути виконана з непровідного матеріалу. Вона є варіантом панелі Бекеші і призначена, в основному, для зниження рівня низькочастотного звуку певної частоти з високою амплітудою. Перфорація внутрішньої (металевої) панелі обирається, виходячи з необхідності забезпечення екранування електромагнітних та акустичних полів певних частот або смуг частот. Надано розрахунковий апарат з розрахунку необхідних параметрів панелей (лінійні розміри, товщина, діаметри отворів, їх кількість на одиницю площі поверхні). Проміжок між панелями доцільно заповнювати звукопоглинальним матеріалом, наприклад, гранульованим пінополістиролом. Він забезпечує поглинання звуку середніх та високих частот і робить конструкцію широкосмуговою. Застосування феромагнітного матеріалу внутрішньої панелі забезпечує захист від магнітної складової електромагнітного поля наднизької частоти (в основному – промислової). Перфорація панелі розраховується, виходячи з теорії хвилеводів електромагнітних хвиль високої частоти. Наведено результати випробувань ефективності облицювального металополімерного матеріалу у вигляді плиток. Ефективність матеріалу є задовільною для більшості виробничих та побутових умов. Визначення механічних властивостей матеріалу (модуля Юнга, модуля зсуву та коефіцієнта Пуассона) показали, що він не поступається відомим матеріалам навіть за великого вмісту екрануючої субстанції. Для раціоналізації проектування конструкції на основі натурних вимірів електромагнітного та акустичного спектрів обирається пріоритетний чинник та частоти (смуги частот). Показано, що розрахунки мають великі обсяги, а розв'язання задач оптимізації по двом чинникам не завжди можливе. Доцільне створення прикладного програмного забезпечення для спрощення процесу проєктування захисних конструкцій та раціоналізації параметрів панелей на принципах розумної достатності.
Анотація (англ): 
The conceptual principles of designing structures and materials are developed for simultaneous shielding of electromagnetic and acoustic fields of wide frequency ranges. Resonance-type shielding structures consist of two panels, one of which is perforated. A model to calculate main designing performances of the protective structures is presented depending on the predominant amplitudes and frequencies of the fields. Young's modulus, shear modulus, and Poisson's ratio are determined for metal-polymer materials, and the shielding efficiency of protective structures is given depending on composition of the materials in use
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 110
Мова статті: 
English
Формат документа: 
application/pdf
Дата публікації: 
15 September 2023
Номер збірника: 
Розділ: 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Університет автора: 
Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, Łukasiewicz Research Network-Institute of Aviation, Warsaw , National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, State Institution «Kundiiev Institute
References: 
  1. Panova O., Tykhenko O., Nikolaev K., Khodakovskyy O., Sapelnikova O. Doslidzhennia zakhysnykh vlastyvostei metalevykh elektromahnitnykh ekraniv ta vyznachennia umov yikh maksymalnoi efektyvnosti. (Research of the protective properties of metal electromagnetic shields and determination of the conditions for their maximum efficiency) // Control, navigationandcommunicationsystems.  – 2019. – Issue 5(57). – P. 103-107. –Ukr.
  2. Glyva V., Panova O., Tykhenko O., Levchenko L., Kolumbet V. Doslidzhennia amplitudno-chastotnykh zalezhnostei zakhysnykh vlastyvostei mahnitnykh ekraniv na osnovi amorfnykh splaviv (Study of amplitude-frequency dependences of protective properties of magnetic shields based on amorphous alloys) // Control, navigation and communication systems. –2019. – Issue 6(58). – P. 102-107. – Ukr.
  3. Bhingardive V., Sharma М., Suwas S., Madras G., Bose S. Polyvinylidene fluoride based lightweight and corrosion resistant electromagnetic shielding materials // RSC Advances. – 2015. – № 5. – Р. 35909–35916.
  4. Viacheslav Barsukov, Ilona Senyk, OlenaKryukova, Oksana Butenko. Composite Carbon-Polymer Materials for Electromagnetic Radiation Shielding // Materials Today: Proceedings.–2018. –V. 5. – No 8. – Part 1. – P. 15909-15914.
  5. Senyk, I., Kuryptia, Y., Barsukov, V., Butenko, O., Khomenko, V. Development and application of thin wide-band screening composite materials // Physics and Chemistry of Solid State. –2020. –21(4). – P. 771–778.
  6. Glyva V.A., Podoltsev A.D., Bolibrukh B.V., Radionov A.V. A Thin Electromagnetic Shield of a Composite Structure Made On the Basis of a Magnetic Fluid //Tekhnichnaelektrodynamika. –2018. –№ 4. –Р.14−18.
  7. Sukach S., Riznik D., Zachepa N., Chenchevoy V. Normalization of the Magnetic Fields of Electrical Equipment in Case of Unauthorized Influence on Critical Information Infrastructure Facilities // Soft Target Protection. –2020. –Р. 337–349.
  8. Grinchenko V.S. Mitigation of three-phase power line magnetic field by grid electromagnetic shield //TekhnichnaElektrodynamika. –2018. –Vol. 2018.–Issue 4. –P. 29–32.
  9. Tkachenko T., Mileikovskyi V., Ujma A. Field study of air quality improvement by a “Green roof” in Kyiv // System Safety: Human - Technical Facility – Environment. – 2019. – Vol. 1.–Issue 1. – P. 419-424.
  10. Glyva V., Tykhenko O., Khodakovskyy O. Metodolohiia proektuvannia neodnoridnykh elektromahnitnykh ekraniv (Design methodology of heterogeneous electromagnetic shields) // Control, navigation and communication systems.– 2019. – Issue 4(56). – P. 122-125. – Ukr.
  11. Glyva V., Lyashok J., Matvieieva I., Frolov V., Levchenko L., Tykhenko O., Panova O., Khodakovskyy O., Khalmuradov B., Nikolaiev K. Development and investigation of protective properties of the electromagnetic and soundproofing screen // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. – Issue 6/5 (96). –P. 54−61.