Có một cơ khí tương đương với bộ lọc thông thấp / thấp (như trong kỹ thuật điện) không?

Tôi đã tự hỏi nếu có một số phương tiện nhất định (ví dụ như thủy tinh, không khí, bọt, v.v.) đặc biệt với thành phần hóa học và / hoặc cấu trúc của chúng cho phép chúng lọc các sóng cơ học (ví dụ bao gồm: âm thanh, rung động) cao hoặc tần số thấp. Những cái này có tồn tại không? Tôi có thể vui lòng có một số ví dụ?

Ví dụ ít trừu tượng hơn: Tôi có xu hướng chú ý âm trầm của âm nhạc phát ra từ chiếc xe bên cạnh khi tôi dừng lại ở đèn đỏ. Tôi không biết liệu điều này chỉ đơn giản là do biên độ của các thành phần tần số thấp đó hay liệu có lọc cơ học khi phát (triệt tiêu tần số cao hơn). Đây là nguồn cảm hứng để đặt câu hỏi của tôi.

Nói một cách khái quát hơn, các khái niệm điện về độ tự cảm, điện dung và điện trở tương đương với khối lượng, hằng số lò xo và ma sát trong thế giới cơ học. Điện áp trở thành lực và dòng điện trở thành vận tốc.

Ví dụ, hệ thống treo trong xe là bộ lọc thông thấp được điều chỉnh cẩn thận, sử dụng khối lượng của khung và thân, lò xo trên trục và giảm xóc để "chặn" các rung động tần số cao từ đường cùng với hành khách và hàng hóa bên trong.

Đúng, đối với âm thanh cụ thể có một thuật ngữ gọi là "trở kháng âm", giống như trở kháng điện, phụ thuộc vào tần số. Trở kháng âm là kết quả của phương trình sóng âm, có dạng giống như phương trình sóng điện từ.

Vì vậy, bất kỳ vật rắn nào cũng có trở kháng âm giống như mọi dây dẫn đều có trở kháng điện. Truyền sóng âm phụ thuộc vào góc của sự cố và nội dung tần số, với trở kháng vật liệu làm giảm tần số nhất định. Các ống dẫn hoạt động giống như ống dẫn sóng, bạn có thể tạo ra các bộ cộng hưởng âm, v.v. - có rất nhiều điểm tương đồng vì các phương trình cơ bản gần như giống hệt nhau.

Cũng giống như kết hợp trở kháng điện dẫn đến truyền công suất điện tối đa, kết hợp trở kháng âm dẫn đến truyền công suất âm tối đa. Đó là thứ siêu âm thạch được sử dụng cho - kết hợp trở kháng giữa đũa và da.

Điều này có thể được sử dụng trong kết quả không khớp trở kháng có chủ ý trong sóng phản xạ và truyền rất ít năng lượng âm. Thực sự có một dòng vách thạch cao được thiết kế để khai thác điều này để ngăn chặn / giảm thiểu "hàng xóm ồn ào".

Có các chất tương tự với các bộ lọc trong rất nhiều hệ thống cơ khí. Trong các hệ thống chất lỏng dễ bị tăng áp có lẽ do chúng sử dụng bơm dịch chuyển cố định, một bộ tích lũy sẽ được sử dụng để lọc các gai đó để tránh làm hỏng các bộ phận khác của hệ thống.

Một bộ cách ly rung động hoạt động theo cùng một cách. Đôi khi chúng được sử dụng như là. Những lần khác, đối với các ứng dụng quan trọng hơn, chúng được thiết kế để lọc các tần số cụ thể, như tốc độ quay của động cơ hoặc máy bơm, để lọc chúng ra và hạn chế hoặc ngăn chặn năng lượng đó kích thích cấu trúc xung quanh. Điều đó được thực hiện bằng cách kiểm soát cả hình dạng và tính chất vật liệu của bộ cách ly. Một trong những dự án đầu tiên của tôi ngoài đại học là thiết kế một giá treo như vậy cho một động cơ bơm nhỏ.

Một bộ lọc cơ học khác là một bộ giảm xóc được điều chỉnh . Thông thường chúng được tìm thấy bên trong các tòa nhà chọc trời và nhằm hạn chế sự di chuyển của tòa nhà do động đất. Ý tưởng tương tự cũng đã được áp dụng cho các động cơ thiết bị , trong đó một "kẹo mút" kim loại được đúc bên ngoài động cơ. Tần số cộng hưởng của khối lượng và thanh được khớp với tần số hoạt động của động cơ. Kết quả là khi động cơ quay, năng lượng ở tần số hoạt động của động cơ sẽ tạo ra khối lượng rung động trong không khí thay vì truyền nó đến cấu trúc của thiết bị nơi nó sẽ được phát ra dưới dạng âm thanh.