(机械制造)机械振动与噪声控制模版课件.ppt

机械振动与噪声控制 基本概念 声学基础 噪声控制 阻尼技术 隔振理论 振动－－物体或质点在平衡位置的往复运动。 振动加速度、振动速度、振动位移 振动幅值、振动频率 噪声－－使人感到厌烦的声音。 声压级、声强级、声功率级、响度、A计权 第二章 声学基础 2.1 波动方程与声的基本性质 2.1.1 理想介质中的声场波动方程 理论上静态大气压设定为p0，媒质受声传播扰动后的压强pd 这种压强的改变量被定义为声压p 声压的大小反映了声波的强弱，声压的单位是Pa (帕N/m2)。 常见声源 声一般都是由于物体的振动而产生的。凡能产生声的振动物体统称为声源。所谓声源的振动就是物体在其平衡位置附近进行的往复运动。 球面声源 一个表面均匀胀缩的脉动球面声源，即其球面沿半径方向作同振幅、同相位的振动，球面振动速度为ua，则在离球心r处向外辐射的声压可以写为方程。 当ka1，即声波波长远大于声源半径a时,有： 2) 偶极子声源 3) 线声源 4)无限大障板上圆形活塞 2.2 声传播及结构声辐射 在分界面的声压和速度应当是连续相等的: 吸声系数 2.3 声阻抗、声强及声功率 2.3.1声阻抗、声强和声功率的定义 声强和声功率 声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积S在单位时间内通过的声能称为瞬时声强. 对于稳态声场，声强是指瞬时声强在一定时间T内的平均值 2.3.2 声压级、声强级、声功率级测量及声谱分析 单位：dB 声压级 声强级 声功率级 声频谱分析 在声谱分析中一个常用的分析是倍频程分析，所谓倍频程分析是将连续频率分成一系列相连的频带。 当带通频率满足log2(f2/f1)=1 时称为1倍频程，log2(f2/f1)=1/2称为1/2倍频程，log2(f2/f1)=1/3称为1/3倍频程，式中f1和f2称为带通滤波器的上下截止频率。 2.3.2响度级，等响曲线和响度 人耳能接收声波的频率大约在20Hz到20kHz “响”与“不响” 这种感觉同声波的强度和频率密切相关。相同声压级单频率不同的声波，人耳听起来会不一样。为了定量描述声音的这种特性，通常采用1000Hz纯音为标准，定义其声压为响度级，其符号是LN，单位为“方”（phon）。其它频率的声音响度级通过与1000Hz纯音相比较来确定。 计权声级 第三章　噪声控制 3.1 噪声源识别 根据噪声源的发声机理通常将噪声分成三类： 机械噪声，空气动力噪声和电磁噪声。 机械噪声往往由于机械部件的振动，撞击，摩擦，不平衡等造成。 空气动力噪声是由于气体流动中的相互作用或与固体间的作用而产生的噪声。 电磁噪声则是由于电磁场的交变造成机械部件或空间容积的振动而产生的。 （1）主观评价法 （2）分别运行法 （3）覆盖法 （4）表面振速测量法 （5）信号分析法 （6）声强测量法 （7）声全息法 3.2 噪声的被动控制和主动控制 被动控制和主动控制。所谓被动控制指噪声控制过程中除噪声源外没有其它外加能量输入的控制方法。传统的吸声，隔声，消声及隔振等均属噪声被动控制。 如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪声的方法称为噪声主动控制。 吸声降噪 吸声降噪技术通常分成两类：多孔吸声材料和吸声结构 基于能量的吸声系数 （1）多孔吸声材料 吸声材料是指能够把入射在其上的声能大量吸收的材料。 噪声控制工程中常用的吸声材料都是多孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔，孔和孔之间互相联通，并深人到材料内层，声波容易顺利地透入．当声波进人材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼作用，声能变为热能而耗散掉。 ?????? 多孔吸声材料的吸声特性随声的频率的变化而变化，低频时，由于孔隙中的空气在单位时间内的振动次数少，对声波的衰减作用不大，故吸声系数很低。随着频率的提高，吸声系数逐渐增大，达到某一值后，增加不再明显。 ?????? 同一种多孔吸声材料实际使用中增加吸声材料的厚度，可以提高低、中频的吸声效果，对高频吸声效果几乎没有影响，但厚度增加到一定程度后，效果就变得不明显了，而成本却增加很多，是不经济的。此外如果吸声材料结构设计时增加附加背后空气层也可起到提高中、低频吸声效果的作用。 ???? （2）共振吸声结构 薄膜共振吸声结构 穿孔板吸声结构 微穿孔板吸声结构 穿孔板的穿孔直径减小到1mm以下，则可增加吸声系数，拓宽吸声频带。微穿孔板吸声结构通常指板厚小于1mm的薄板上穿以孔径小于1mm的微孔，穿孔率在1%--5%，板后面留有5－20mm厚度空气层的吸声结构。