第六章机械噪声分析基础.ppt

* * * a.声压的反射系数和透射系数 在边界上，两面的声压与法向的质点速度应该连续，即： 可以导出： 3. 吸声系数 定义： 我们将入射声波在界面上失去的声能（包括透射 到媒质2中去的声能）与入射声能之比称为吸声系 数。 rp 的数值与入射方向有关，因此α也与入射的方向有关。 2.4.3声波的散射与衍射 1.声波的散射 在声波传播过程中，遇到的障碍物表面较粗糙或者障碍物的大小与波长差不多，则当声波入射时，就产生各个方向的反射，这种现象称为散射。 声波的散射既与障碍物的形状有关，又与入射声波的频率有关。 波长很长时，散射声波的功率与波长的四次方成反比，散射波很弱，大部分均匀分布在对着入射的方向。 当频率增加，波长变短时指向性分布图复杂。一半集中于入射波前进方向，另一半均匀的分布在其他方向 声波的散射与衍射 2.声波的衍射： 在声波传播过程中，遇到的障碍物或孔洞时，如果声波的波长比障碍物尺寸大得多，声波会绕过障碍物而使传播方向改变，这种现象称为声波的衍射。 2.声波的衍射 a.级的叠加（公式法） 由于： 代入上式： a.级的叠加： 当n个声源时， 表示为声压级： 2.6 声波在传播中的衰减 1.扩散引起的衰减（Ad） 2.空气吸收引起的附加衰减 （Aa） 3.地面吸收的附加衰减（Ag） 4.声屏障衰减（Ab） 5.气象条件的影响（Am ） 1.扩散引起的衰减 扩散衰减的定义： 由于波阵面的扩展而引起的声强随距离而减 弱的现象称为扩散衰减。 1.扩散引起的衰减 根据声强的定义： 波阵面面积为S处的声强级可表示为： b.点声源的扩散衰减 点声源辐射的一般为球面波，波阵面面积 可表示为： 因此从r1处传播到r2处时的发散衰减： c.线声源的扩散衰减 r0≤L/π，线声源视为无限长线声源： r0L/π，线声源视为点声源。 L A r0 2.空气吸收引起的附加衰减 空气吸收：声波在空气中传播时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗，称为空气吸收。这种吸收称为经典吸收。 弛豫吸收：所谓弛豫吸收是指空气分子转动或振动时存在固有频率，当声波的频率接近这些频率时要发生能量交换。能量交换的过程都有滞后现象，这种现象称为弛豫吸收。 几种典型声源的辐射特性 声源类型 辐射特性 声压空间分布 辐射效率 点声源 无指向性 均匀 高 线声源 有一定的指向性 声偶极子 有很强的方向性 不均匀 低 平面声源 复杂的指向性分布 6.5 噪声的评价 1 噪声首先是对听力的影响，作用是累计性的。噪声性耳聋是不可逆的。当对500、1000、2000HZ三个频率损失的平均值超过25—40分贝时，为轻度耳聋；40—65分贝时为中度耳聋；65分贝以上是重度耳聋。 2 噪声对神经系统的影响，使大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调，长久接触产生头痛、头晕、耳鸣、失眠多梦、记忆力减退称为神经衰弱或神经官能症。 3 对心血管系统亦有影响，使脉频和血压波动。交警比农民的心率不齐率高出1.4倍。 4 噪声对消化系统、内分泌系统、视觉器官的影响亦有报道。噪声对胎儿发育、儿童智力均有影响，不可掉以轻心。 * * * * * * * * * * * * * * * * C.柱面声波： 波阵面为同轴圆柱面的声波称为柱面声波。“线源” a.波动方程（最简单，声场与坐标系的角度和轴向长度无关，仅与径向r有关） 对于远场简谐柱面声波而言： 特点：振幅随径向距离的增加而减少，与距离的平方根成反比关系。 C.柱面声波： b.声线：是由线声源发出的径向线。 声场类型及声线 声波的类型 类型 波阵面 声线 声源类型 平面声波 垂直于传播方向的平面 相互平行 的直线 平面声源 球面声波 以任何值为 半径的球面 由声源发出的半径线 点声源 柱面声波 同轴圆柱面 线声源发出的半径线 线声源 【1】声压与声压级 【2】声强与声强级 【3】声功率与声功率级 【4】 声能密度 6.3 声场描述 声波的物理量度 【1】声压和声压级： 静态压强 声压和声压级 a.瞬时声压：某一瞬间的声压。 b.有效声压（pe）：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。 声压和声压级： 声音种类 声压 声音种类 声压 正常人耳能听到最弱声 2×10-5 织布车间 2 普通说话声（1m远处） 2×10-2 柴油发动机、球磨机 20 公共汽车内 0.2 喷气飞机起飞 200 日常生活中声音的声压数据 (Pa) c. 声压级: 该声音的声压与参考声压的比值取以10为底 的对数再乘20，即： 声压和声压级： 声压级单位：分贝（dB) 。 0---120dB 例1 当声压为原来声压的 加倍 减半 10倍 1/10 分别求声