机械振动和噪声培训.ppt

3.1模态实验的目的为了获得振动的周期特性——固有频率衰减特性——阻尼比振动形态——模态振型第95页,共114页，星期六，2024年，5月3.2模态实验步骤传递函数（或频响函数）的测量模态参数（固有频率、阻尼比和模态振型）的识别第96页,共114页，星期六，2024年，5月4声学的基本原理第97页,共114页，星期六，2024年，5月声波概述声波、超声波与次声波：介质质点的机械振动由近及远的传播就称为声波，可见声波是一种机械波。人耳能感知的声波频率范围称为声频，大约是20Hz~20000Hz，高于20000Hz的声波称为超声波，低于20Hz的声波称为次声波。设介质处于平衡状态时，各处的静压为，当声波传来时，某点的压强变为，其变化量为p第98页,共114页，星期六，2024年，5月声波概述该变化量p就是声压。声压是时间及空间的函数。某一点的声压称为该点的瞬时声压。通常人耳只能感受一个稳定的有效声压。有效声压是一个变化周期内瞬时声压的均方根值式中T代表取平均的时间间隔，它可以是一个周期或比周期大得多的时间间隔。声压的大小反映了声波的强弱，声压的单位为帕（Pa）。在室内高声谈话时，距1m处的声压约为0.1Pa，距运转飞机发动机5m处约为100Pa，而1个大气压为，可见声压幅值远远小于静压。第99页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——物态方程（1）物态方程通常，在噪声级低于135dB时，可以把气压和密度的关系处理为线性，故有式中，ρ是气体密度，0是静平衡点。（7.2-3）由于，所以（7.2-4）对关系式微分，可以得到（7.2-5）第100页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——物态方程把式（7.2-5）代入式（7.2-4）得（7.2-6）在一般声场，空气的压缩率的数量级约为，说明与之间相差很小，所以空气的体积模量可以近似为。对于绝热过程，有在式（7.2-6）中，就是空气的绝热体积模量，表示压强和体积的变化关系，负号表示两者方向相反。第101页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——物态方程式中指数γ是等压和等容的比热之比。所以图7.2-1气压与密度之间的关系（7.2-7）第102页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——物态方程由式（7.2-5），有将式（7.2-7）和式（7.2-8）代入式（7.2-6），得声压和密度的关系为（7.2-8）（7.2-9）式（7.2-9）中的ρ是静态密度ρ0加上声波引起的密度增量，即（7.2-10）则有（7.2-11）式（7.2-11）反映了声压与密度之间的关系，称为物态方程。第103页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——连续性方程连续性方程实际上就是质量守恒定律，即媒介中单位时间内流入体积元的质量与流出该体积元的质量之差应等于体积元内质量的增加或减少。基本假设，空气介质不存在粘滞性，即声波传播时没有能量损耗。设在介质中取一微小体积，如图7.2-2所示，微小体积的三个边分别为dx、dy、dz，若介质是连续的，则单位时间内流入该体积元的质量与流出该体积元的质量之差应等于体积元内质量的变化。图7.2-2流出、流入微小体积的质量第104页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——连续性方程以x方向的流动为例设沿x方向的质点速度为u则在声波运动时单位时间从左侧面进入该体积的质量是在同一单位时间内从右侧面流出的质量为两者相减后的单位时间内流入该体积的静质量为在单位时间内流入的静质量将导致该体积内密度的增加，故有（7.2-12）第105页,共114页，星期六，2024年，5月1.三个基本方程——连续性方程