| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,236 |
| تعداد مقالات | 35,815 |
| تعداد مشاهده مقاله | 54,123,584 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 93,305,145 |
تاثیر پوشش های چند لایه طبیعی بر ویژگی های آکوستیک چوب نوئل | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 10 شهریور 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2026.373727.1854 | ||
| نویسندگان | ||
| شهرزاد عمرانی قهجاورستانی1؛ امیر لشگری* 2؛ مهران روح نیا3؛ آژنگ تاج دینی1؛ سید خسرو حسین اشرفی4 | ||
| 1گروه مهندسی صنایع چوب و فرآوردههای لیگنوسلولزی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. | ||
| 2گروه مهندسی صنایع چوب و فرآورده های لیگنوسلولزی ، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. | ||
| 3گروه مهندسی صنایع چوب و فرآورده های لیگنوسلولزی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران | ||
| 4گروه مهندسی صنایع چوب و فرآوردههای لیگنوسلولزی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده سابقه و هدف: چوب به دلیل رفتار ارتوتروپیک، دانسیته پایین، سختی بالا و ویژگیهای استثنایی میرایی پایین ارتعاش، همچنان برترین ماده در ساخت رزوناتورهای آکوستیک و صفحات رزونانس بهشمار میرود. جهت بهینهسازی همزمان حفاظت سطحی و بازده آکوستیکی، اصلاح سطح چوب با استفاده از پوششهای چندلایه طبیعی بر پایه الکل به عنوان راهکاری کارآمد مطرح است. با این حال، نوع فرمولاسیون و لایهچینی پوشش میتواند بر خواص ارتعاشی چوب تاثیرات متفاوتی بگذارد. هدف از این پژوهش، ارزیابی و مقایسه اثر دو سیستم پوشش طبیعی چندلایه الکلی (پوشش الکلی نارنجی و پوشش الکلی دراگون بلاد) بر خواص فیزیکی، مکانیکی و آکوستیکی-دینامیکی چوب نوئل (Picea abies) جهت معرفی پوشش بهینه بود. مواد و روشها: از الوار گونه سوزنیبرگ نوئل (Picea abies) تعداد ۱۰ نمونه سالم، بدون عیب و در راستای طول الیاف با ابعاد 150×۱۲×2 میلیمتر (طولی، شعاعی و مماسی) تهیه گردید. نمونهها پس از پرداخت سطحی در شرایط اتاق کلیماتیزه (دمای ۲۱ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۶۵ درصد) نگهداری شدند. آزمون غیرمخرب ارتعاش اجباری خمشی پیش از اعمال پوشش انجام شد و نمونهها بر اساس معیارهای استاندارد طبقه بندی گردیدند. نمونهها به دو گروه ۵ تایی تقسیم شدند؛ گروه اول تحت پوششدهی چندلایه الکلی نارنجی و گروه دوم تحت پوششدهی چندلایه الکلی دراگون بلاد (شامل مراحل تیمار، فیلر، لایه میانی و پوشش نهایی) قرار گرفتند. برای اعمال پوششها از تکنیک سنتی فرنچ پولیش استفاده شد. پس از خشک شدن و کلیماتیزه شدن نمونهها در پایان هر مرحله پوششدهی، آزمون ارتعاش اجباری تکرار گردید. سیگنالهای صوتی توسط نرمافزار Audacity ثبت و با سامانه ®NDT-lab تحلیل شدند. پارامترهای دانسیته، مدول الاستیسیته دینامیک، سرعت ارتعاش، ضریب آکوستیک، ضریب میرایی، کارایی تبدیل آکوستیک و امپدانس مکانیکی محاسبه و دادهها با نرمافزار Excel و تحلیل رگرسیون مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج: نتایج نشان داد که اعمال هر دو نوع پوشش موجب تغییراتی در خواص فیزیکی و آکوستیکی چوب نوئل شد، اما پایداری و روند تغییرات در دو پوشش متفاوت بود. در پوشش الکلی نارنجی، دانسیته و سرعت ارتعاش با ضریب تعیین بالا (0.94R2 =) افزایش یافت و مدول الاستیسیته ویژه حفظ گردید. ضریب آکوستیک در هر دو پوشش دچار کاهش نسبی شد، اما در پوشش الکلی نارنجی این کاهش محدودتر و با ضریب تعیین بالاتر همراه بود (0.90R2 =). ارزیابی ضریب میرایی نشان داد که پوشش الکلی نارنجی بدون ایجاد تغییرات شدید ناگهانی، توزیع یکنواختتر و پایداری بهتری در رفتار ارتعاشی ایجاد کرد (0.96R2 =)، در حالی که پوشش الکلی دراگون بلاد نوسانات ناهمگنی در میرایی نشان داد. همچنین، کارایی تبدیل آکوستیک در پوشش الکلی نارنجی در مراحل مختلف به مقادیر چوب خام نزدیکتر باقی ماند (0.91R2 =). امپدانس مکانیکی نیز در نمونههای پوشش داده شده با پوشش الکلی نارنجی افزایش یکنواخت و تثبیت بهتری را نسبت به پوشش الکلی دراگون بلاد تجربه کرد. نتیجهگیری: هر دو پوشش طبیعی الکلی توانستند ساختار سبکوزن چوب را حفظ کنند. با این حال، پوشش الکلی نارنجی به دلیل ایجاد لایه یکنواختتر و نفوذ کنترلشدهتر، عملکرد بهمراتب بهتری در حفظ و بهبود پایداری مکانیکی، سرعت ارتعاش، ضریب آکوستیک و کارایی تبدیل آکوستیک ارائه داد. این پوشش حداقل تغییرات نامطلوب را در ضریب میرایی ایجاد نمود. در مجموع، پوشش الکلی نارنجی به عنوان پوشش طبیعی برتر جهت بهینهسازی عملکرد آکوستیکی صفحات رزونانس چوب نوئل در ساخت سازهای موسیقی و کاربردهای آکوستیک معماری پیشنهاد میشود. جمع بندی: این یافتهها نشان میدهد که استفاده از پوششهای طبیعی چند لایه با فرمولاسیون مناسب میتواند حفاظت سطحی چوب رزوناتور را بدون ایجاد افت قابل توجه در ویژگیهای آکوستیکی آن بهبود بخشد. از اینرو، نتایج این پژوهش مبنای ارزشمندی برای طراحی و توسعه سامانههای پوشش طبیعی پایدار جهت استفاده در سازهای موسیقی و سایر کاربردهای مهندسی آکوستیک با نیاز به پایداری ارتعاشی و دوام بالا فراهم میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| رزوناتورهای آکوستیک؛ خواص ارتعاشی؛ آزمون غیرمخرب؛ بهینه سازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of multilayer natural coatings on the acoustic properties of Picea abies wood | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Shahrzad Omrani Ghahjaverestani1؛ Amir Lashgari2؛ Mehran Roohnia3؛ Ajang Tajdini1؛ Seyyed Khosrow Hossein Ashrafi4 | ||
| 1Department of Wood Industries Engineering and Lignocellulosic Products. Ka.c. Islamic Azad University, Karaj, Iran. | ||
| 2Department of Wood Industries Engineering and Lignocellulosic Products. Ka.c. Islamic Azad University, Karaj, Iran. | ||
| 3Department of Wood Industries Engineering and Lignocellulosic Products. Ka.c.Islamic Azad University, Karaj, Iran. | ||
| 4Department of Wood Industries Engineering and Lignocellulosic Products. Ka.c.Islamic Azad University, Karaj, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Abstract: Background and objectives: Wood remains the preferred material for acoustic resonators and soundboards due to its orthotropic behavior, low density, high stiffness, and exceptional low vibration damping properties. To simultaneously optimize surface protection and acoustic efficiency, wood surface modification using natural spirit )alcohol-based( multilayer coatings has been proposed as an efficient solution. However, the type of formulation and layering of the coating can have different effects on the vibration properties. This study aimed to evaluate and compare the effects of two natural multilayer spirit coating systems (orange spirit coating and dragon’s blood resin spirit coating) on the physical, mechanical, and dynamic-acoustical properties of spruce (Picea abies) wood to identify the optimal coating formulation. Methodology: Ten healthy, defect-free samples of spruce (Picea abies( wood were prepared, measuring 150×12×2 mm (longitudinal, radial, and tangential) along the grain timber. After surface treatment, the samples were stored in a climate-controlled room (21°C and 65% relative humidity). Non-destructive forced flexural vibration testing was performed before coating application and the samples were classified based on standard criteria. The samples were divided into two groups of five; the first group was coated with multi-layer orange spirit coating and the second group was coated with multi-layer dragon’s blood spirit coating (including treatment steps, filler, middle layer (sealing) and final coating (topcoat)). The traditional French polishing technique was used to apply the coatings. After dring and condition of the samples at the end of each coating stage, the forced vibration test was repeated. The acoustic signals were recorded using Audacity software and analyzed using the NDT-lab® system. The parameters of density, dynamic elastic modulus, vibration velocity, acoustic coefficient, damping coefficient, acoustic conversion efficiency and mechanical impedance were calculated and the data were compared with Excel software and regression analysis. Results: The results showed that the application of both types of coatings caused changes in the physical and acoustic properties of spruce wood, but the stability and trends of these changes differed between the two coatings. In the orange spirit coating, the density and vibration velocity increased with a high coefficient of determination (R2 = 0.94) and the specific elastic modulus was maintained. The acoustic coefficient decreased relatively in both coatings, but in the orange spirit coating this decrease was more limited and accompanied by a higher coefficient of determination (R2 = 0.90). The damping coefficient evaluation showed that the orange spirit coating provided a more uniform distribution and better stability in the vibration behavior without causing sudden drastic changes (R2 = 0.96), while the dragon’s blood spirit coating showed heterogeneous fluctuations in damping. Furthermore, the acoustic conversion efficiency of the orange spirit coating remained closer to the raw wood values at different stages (R2 = 0.91). Mechanical impedance also showed a more uniform increase and better stabilization in samples coated with orange spirit coating compared to dragon’s blood spirit coating. Conclusion: Both natural spirit coatings were able to maintain the lightweight structure of the wood. However, the orange spirit coating, due to the formation of a more uniform layer and more controlled penetration, provided substantially better performance in maintaining and improving mechanical stability, vibration velocity, acoustic coefficient, and acoustic conversion efficiency. This coating caused minimal adverse changes in the damping coefficient. Overall, the spirit alcohol coating is recommended as a superior natural coating for optimizing the acoustic performance of spruce wood soundboards in musical instrument construction and architectural acoustic applications. Summary: These findings indicate that the use of appropriately formulated multi-layer natural coatings can improve the surface protection of resonator wood without significantly degrading its acoustic properties. Therefore, the results of this study provide a valuable basis for the design and development of sustainable natural coating systems for use in musical instruments and other acoustic engineering applications requiring high vibrational stability and durability. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Acoustic resonators, vibration properties, Non-destructive testing, optimization | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 51 |
||