Наиболее сложным изделием литейного производства является колокол. В этом технологическом изделии решается целый ряд инженерных задач: определение геометрических параметров профиля, формовка, расплавление и соединение компонентов колокольной бронзы, точное соблюдение технологии заливки и охлаждения и многое другое. Качество обеспечивается технологией изготовления — если все компоненты соблюдены, в результате получаем звучащий, мелодичный колокол.
Колокольный звон всегда был предметом исследований и особого интереса [1–14] — изучались методы получения профиля, состав колокольной бронзы, звучание и восприятие колокольного звона [15–25]. Количество публикаций по этой тематике велико. И все же звучание колоколов остается во многом неразгаданной загадкой [27], несмотря на моделирование звучания колоколов по методу конечных элементов, гармонический анализ, психоакустику и теорию музыки. Возрождение технологии изготовления прорезных колоколов усложнило эту загадку для мастеров [28–30].
Известным фактом в неразрушающем контроле является утверждение о том, что звук, издаваемый стальной деталью, содержащей дефект, — дребезжащий, более низкий и глухой по сравнению со звуком бездефектной детали, имеющей чистый, высокий звук. Поэтому вопрос: «Почему звучит прорезной колокол?» — стал актуальным и в прикладном аспекте. Первые наблюдения, являющиеся предварительными исследованиями к решению указанной задачи, представлены в данной статье в виде результатов виброакустического анализа звучания деталей и колоколов. Для проведения инженерного исследования в работе использовались звуковые анализаторы в виде прикладных программ Cool Edit 2000 и Sonic Visualiser, анализатор вибрации 795М с программным обеспечением ConSpect, несколько устаревших, но вполне эффективных инструментов.
Колокольные изделия отличаются по размерам, форме, назначению, способу извлечения звука (рис. 1, 2):
• колокольчики — имеют малые размеры, одинаковую толщину стенок, используются как сигнальные (поддужные, школьные и др.), реже как музыкальные;