机械噪声控制工程基础.ppt

《振动力学》 基本知识 声场：存在声波的空间 声波：通过某种弹性媒质、且以该媒质的特 征速度传播的一种扰动（压力、质点振速、 应力等的变化或其中几种变化的综合）。 声波的种类：空气（流体）中：纵波（压缩波）；固体中：纵波（压缩波）、横波（剪切、弯曲、扭转波） 噪声：人们不想要的声音 音：有调声 声音及其物理特性 声音的频率 波长与声速 噪声分类 按设备种类：发动机噪声、水泵噪声、齿轮噪声，。。。 按产生机理：机械结构振动噪声、空气动力噪声 按传递路径：空气声、结构声 噪声的危害 对睡眠的干扰 睡眠：40dB(A) 休息：50dB(A) 工作：60dB(A) 对听觉系统的影响 通常认为：足以引起听力损失的噪声强度必须在85dB（A）以上。 同样的噪声强度，不同的噪声频率对听力的影响不一样，高频声较低频声危害更大。 噪声标准 1）听力保护标准 根据“工业企业噪声卫生标准”，规定每日工作8小时容许的等效连续声级，对现有企业不得超过90dB(A),新建企业不宜超过85dB(A)。工作时间减半，容许噪声级提高3dB,但最高不得超过115dB(A)。 2）社会生活环境标准 “城市区域环境噪声标准”（GB3096-93） 日/夜dB （A） 高级住宅区 50/40 居住、文教区 55/45 居住、商业混合区 60/50 工业区 65/55 交通干线两侧 70/55 3) 机电产品噪声标准 评价指标从平均声压级转变为声功率级。 噪声分析与控制 主要措施：低噪声设计、改变声源位置、吸声、隔声、阻性或抗性消声、隔振、阻尼减振等 噪声控制的一般方法 1、从声源上降低噪声：选用内阻尼大内摩擦大的低噪声材料、采用低噪声结构形式、提高加工精度和装配精度、调整机器的结构参数抑制共振等。 2、在接受点进行保护：耳塞、防声棉、耳罩、防声头盔等 3、从传播途径上降低噪声 声压 媒质在无声扰动时： 压强 密度 温度 理想流体中的声波方程 基本假设 在理论分析中需要对媒质中的声传播过程做出一些假设。尽管这些假设会给结果的适用范围带来一定的局限性，但是它们使分析过程大大简化，并使得出的规律更加简单明瞭。 （1）媒质为理想流体，不存在粘性，因而声波在这种理想流体媒质中传播时没有能量损耗。 （2）无声扰动时媒质在宏观上处于静止状态，即均匀流速U。等于零，并且媒质是均匀的，因此在平衡状态下媒质中的压力P。、密度 及温度T。都是常数。 （3）声波传播过程是绝热过程。 （4）媒质中传播的是力振幅波，各种声学参数 皆远小于平衡状态参数。 参数对比------二阶以上微量军可忽略 声压级SPL=130dB，f=1000Hz 平衡量 比值 质数：u=p/( )=0.152m/s C=343 0.00044 位移： =u/2 f=0.0000243m =0.343 0.00007 温度增量： =293 0.00017 密度增量： =0.000546 =1.21 0.00045 有： ， 加速度由定点加速度 和定时加速度构成 忽略二阶微量，得一维运动方程 知道了声压随距离的变化则可求质点速度随时间的变化（即加速度）；反之，知道了加速度也可以求出声压 运动方程（质点）-牛顿第二定律 一维： 三维： 即： 连续方程（微元框架）—质量守恒定律 一维： 三维： 即： ， 描述了质点速度与密度增量之间的关系，进多出少时，密度增大；进少出多时，质量减小。 状态方程 绝热过程： ，即： 忽略高阶小量得： 绝热体积弹性模量： 得：p= ,令 ，则 声波方程（由上述三个方程联立，可得：） 一维： 或： 三维： 或： 式中 拉普拉斯算子： 球面波：（选用球坐标） 平面声波的基本性质 波阵面（波前）wavefront：声波传播过程中振动相位相同的点组