Determination of dynamic stiffness of materials used under floating floors using electrodynamic actuators

Abstract

[Abstract]: Dynamic stiffness is a parameter of great importance in materials used under floating floors because it determines the sound insulation of such floors in dwellings. ISO 9052-1 is commonly used to determine this parameter from the frequency of free oscillation of a mass-spring system composed of a loading slab of steel and a sample of the material under test. In the test method described in that standard, a vibration sensor and either an impact excitation or an attached vibration exciter that emits a white noise signal are used. This work proposes an alternative approach for determining dynamic stiffness using an electrodynamic actuator both as the vibration sensor and the exciter. To this end, the electrical impedance frequency response of the actuator coupled to the mass-spring system is measured, being the dynamic stiffness retrieved using basic circuit analysis theory. Results show a good agreement when compared to those obtained using the standard for different test materials, thus encouraging its use for acoustic characterization purposes[Resumen]: La rigidez dinámica es un parámetro de gran importancia en los materiales utilizados en suelos flotantes porque determina el aislamiento acústico de los mismos en las viviendas. La normativa ISO 9052-1 se usa comúnmente para determinar este parámetro a partir de la frecuencia de oscilación libre de un sistema masa-resorte compuesto por una losa de carga de acero y una muestra del material bajo ensayo. En el método descrito en esa norma se utilizan un sensor de vibración y un martillo de impactos o un excitador de vibraciones que emite una señal de ruido blanco. Este trabajo propone un enfoque alternativo para determinar la rigidez dinámica utilizando un actuador electrodinámico tanto como sensor de vibración como excitador. Para ello, se mide la respuesta en frecuencia de la impedancia eléctrica del actuador acoplado al sistema masa-resorte, obteniéndose la rigidez dinámica utilizando la teoría básica de análisis de circuitos. Los resultados muestran una buena correlación cuando se comparan con los obtenidos utilizando el estándar para diferentes materiales de prueba, lo que alienta su uso con fines de caracterización acústica