哈工程振动噪声--第6章 噪声控制的声学基础
噪声与振动控制技术基础学习

5. 纵波:纵波是质点的 振动方向与传播方向 同轴的波。如敲锣时, 锣的振动方向与波的 传播方向就是一致的 6. 波长:在纵波中波长 是指相邻两个 密部 或 疏部 之间的距离。
2010.11.26
精益求精
18
7. 横波:是质点的振动方 向与波的传播方向相互 垂直。在横波中波长通 常是指相邻两个波峰或 波谷之间的距离 8. 固体有切变弹性,所以 在固体中能传播横波, 液体和气体没有切变弹 性,因此只能传播纵波, 而不能传播横波。流体 中只有纵波。 9. 水波与地震波都是既有 横波又有纵波的复杂类 型的机械波。
精益求精 23
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• 流入体积元的质量必然引起体积元内密度的增加,单 位时间内体积元介质密度的增量为
t
则
dm dxdydz t
• 根据质量守恒定律,得到连续性方程:
vx v y vz t x y z 改写为: v 0 t
将此式代入到( .1.23)中得到 1
( m ic k) F0 .......1.1.28 F
2
由此确定
F
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F0 2 m ic k
精益求精 15
第二章 声学基础概述
振动产生声音 生源可以使固体、流体 流噪声主要是流体本身的剧烈运动引起的 声音传播需要的介质:固体、空气、水等 声音根据介质的不同可以分为:结构声、 空气声、水声等。 6. 噪声:就是人们不需要的声音。 1. 2. 3. 4. 5.
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1.1.1 单自由度系统的自由振动
1. 振动系统的自由度:振 动过程中任何瞬时都能 完全确定系统在空间几 何位置所需要的独立坐 标的数目。 单自由度系统:振动过 程中的任何瞬时,系统 的几何位置只需要一个 独立坐标x,就可以完全 确定。 图1.1.1单自由度弹簧质 量系统 • 弹簧-质量系统
第二讲_噪声控制中的声学基础(一)

1.平面声波:
a.波动方程:
2 p 1 2 p 2 2 2 x c t 对于简谐振动而言:
p x, t P0 cos(t kx )
0,
p x, t P0 cos(t kx)
1.平面声波:
b.质点振动速度: 对于简谐振动而言:
u x U 0 cos(t kx) U 0 P0 / 0 c
Chapter 2 噪声控制中的声学基础
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 声音的基本性质与度量 声波的基本类型 声波的叠加 声波的传播和衰减 声级及其运算
2.1.1 声波的产生
噪声:声的一种,因而具有声波的一切特性。 声源:声音的产生源于物体的振动,产生声波的振动源称为 声源。 物体振动产生的声音通过中间弹性媒质(气体、液体或固 体)传入人耳,人们才能感觉到声音的存在。 在气体、液体或固体中传播的声音分别称为气体声、液体声 和固体声。
1.周期: 质点振动每往复一次所需要的时间,单位为秒(s)。 2.声波频率: 一秒钟内媒质质点振动的次数,单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz) 声音 定义
<20 次 声 20-20000 <500 500-2000 >2000 低频声 中频声 音频声 高频 声 >20000 超
2.2.1 描述声波的基本物理量
a)平面声波 b) 球面声波 图2-1 平面声波和球面声波的波阵面
2.1.2 描述声波的基本物理量
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin( 2ft )
位移 振幅 周相
位移:物体离开静止位置的距离称为位移,最大 的位移叫振幅,振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
【学习】噪声与振动控制基础学习笔记(3)

【学习】噪声与振动控制基础学习笔记(3)
《噪声与振动控制技术基础》一书,是由盛美萍、王敏庆、孙进才等老师编写的一本噪声与振动的书籍,全书主要分为基础篇、控制篇、运用篇三大部分。
其中基础篇利用较少的篇幅,简明扼要地介绍了振动基础和声学理论基础,以及振动与噪声控制的一般过程。
在控制篇,用五章的篇幅,详细阐述了吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声等专项控制技术。
在实际工程运用中,每一种专项控制技术并不是孤立的,在运用篇中,介绍了消声器与声屏障,它们是噪声控制各专项技术综合运用的典型例子。
第三章主要介绍了噪声相关的基础知识,包括声波与声速、声压、声压级、声强与声功率、声级的计算、响度、声波波动方程、声波的传播方式,如反射、折射、透射以及声波的干涉和衍射等。
—荐读—
噪声与振动控制基础学习笔记(1)
噪声与振动控制基础学习笔记(2)
一辆汽车完整的制造全过程
车身典型结构模态识别方法研究
基于Adams/View的动力总成模态解耦分析
基于ADAMS和EXCEL的惯性参数拟合研究
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工程噪声和振动分析基础

工程噪声和振动分析基础概述工程噪声和振动分析是评估和控制噪声和振动对工程设施、设备和环境的影响的重要工具。
通过对噪声和振动进行评估和分析,可以识别出潜在的问题,制定有效的控制措施,保护人们的健康和环境的安全。
本文将介绍工程噪声和振动分析的基础知识,包括噪声和振动的定义、评估方法、对人体和环境的影响以及常见的控制措施。
噪声的定义和评估噪声的定义噪声是指任何不希望的声音,可以干扰人们的正常活动和休息。
噪声通常是由机械设备、交通工具、建筑工地等发出的。
噪声可以以不同的频率、振幅和时间分布,对人体和环境产生不同程度的影响。
噪声的评估噪声的评估是通过测量和分析噪声的声压水平、频谱特性和时间特性,以确定其对人体和环境的影响程度。
常用的噪声评估指标包括A声级、频率谱分析、等效连续声级等。
通过对这些指标的测量和分析,可以评估出噪声对人体听觉、睡眠、工作效率等方面的影响。
振动的定义和评估振动的定义振动是物体在其平衡位置附近作周期性的来回运动。
振动通常由机械设备、交通工具、地震等引起。
振动的频率、振幅和时间特性对人体和环境产生不同程度的影响。
振动的评估振动的评估是通过测量和分析振动的振幅、频率、加速度等参数,以确定其对人体和环境的影响程度。
常用的振动评估指标包括振动加速度、振动剂量、振动速度等。
通过对这些指标的测量和分析,可以评估出振动对人体健康、结构安全等方面的影响。
噪声和振动对人体的影响噪声对人体的影响噪声对人体有多种影响。
首先,噪声会影响人们的听觉,导致听力损失。
其次,长期暴露在高噪声环境中会引起耳鸣、头痛、失眠等健康问题。
此外,噪声还会影响人们的注意力、思考能力、工作效率等。
因此,保护人们免受过高噪声的侵扰是至关重要的。
振动对人体的影响振动对人体也有多种影响。
首先,长期受到振动的影响会引起人们的不适感,甚至导致运动障碍。
其次,振动还会影响人们的血液循环、神经系统、消化系统等机能。
因此,对受到振动影响的人群,应采取适当的控制措施,减少对其健康的影响。
工程噪声噪声控制中的声学基础_ENC.pptx

本 声波形成及传播小结
讲
内 作为传播声音的中间介质,必须是具有惯性和弹性的物质, 容 因为只有介质本声有惯性和弹性,才能不断地传递声源的
振动。
空气正是这样一种介质,人耳平时听到的声音大部分也是 通过空气传播的。
传播声音的介质可以是气体,也可以是液体与固体。在空 气中传播的声音称做空气声,在水中传播的声音称做水声, 在固体中传播的声音称做固体声(或结构声)。
正常人耳能听到的最弱声音 2x10-5Pa
织布车间
2Pa
普通说话声 (1m远处)
2x10-2Pa
柴油发动机、球磨机
20Pa
公共汽车内
0.2Pa
喷气飞机起飞
200Pa
正常人耳能听到的声压叫听阈,其值为2x10-5Pa;刚刚使 人耳产生疼痛感觉的声压叫痛阈,其值为20Pa。超过痛阈 的声压往往会引起耳内出血,鼓膜损伤。
内
容 为了使问题简化,必须对媒质及声波传播过程作出一些假设,这样 既可以使数理分析简化,又可以使阐述声波传播的基本规律和特性
本 各种波的传播形式
讲
内 容
绳脉冲波(横向)
本 各种波的传播形式
讲
内
纵波
容
本 各种波的传播形式
讲
内 容
横波
本 各种波的传播形式
讲
内 容
水波
本 各种波的传播形式
讲
内 容
瑞利表面波
本 各种波的传播形式
讲 内 容
本 声波形成及传播小结
讲
内 机器运转会发出声音,若用手去摸机器的壳体多便会感到 容 壳体在振动。若切断电源,壳体在停止振动的同时,声音
噪声与振动控制技术基础

噪声与振动控制技术基础
噪声与振动控制技术基础
噪声与振动是在机械、电子、建筑等领域中广泛存在的问题。
噪声与振动控制技术是指通过采取各种措施,降低或消除机器、设备和建筑物等在运行时产生的噪声和振动的技术手段。
噪声是指不期望的声音,它会引起对人体的身体和心理上的影响,如耳鸣、失眠、焦虑等。
因此,噪声控制的目标是降低噪声水平,减少对人类的危害。
振动是指物体在运动中围绕其平衡位置的周期性摆动或震动。
振动控制的目标是通过降低振动水平,减少对设备和结构的损害,提高设备和结构的可靠性和寿命。
常用的噪声与振动控制技术包括:吸声、隔声、降噪、振动隔离、阻尼控制等。
吸声和隔声技术是通过材料的吸声和隔声性能,将声波反射、散射和吸收来抑制噪声;降噪技术是利用声音的相消干涉原理,将噪声与反相噪声相抵消;振动隔离技术是通过使用隔振材料或隔振器,在振动源和被振动物之间建立隔离层来降低振动传递;阻尼控制技术是通过在振动系统中添加阻尼元件,将振动能量转化为热能来消耗振动能量。
在实际应用中,噪声与振动控制技术需要根据具体的应用领域和需求进行选择和
组合。
《振动与声基础》第六章

第六章 声波的接收
V Sv
第六章
声波的接收
第六章
声波的接收
(4)令 S ,由于 p1 (r )、p2 (r )
远条件,因此
满足无穷
S 1 S 2 S
0
S1 S2 S
0
S1 S2
*
第六章
第六章 声波的接收
第六章
声波的接收
2、接收器的二次辐射阻抗
声压作用到接收器振动表面,使其振动;此振
动会受到介质的阻力作用,这个阻力作用等效 在机械系统中增加了机械阻抗;称作二次辐射 阻抗,记:Z
2s
第六章
声波的接收
第六章
声波的接收
3、接收器机械振动系统的机电类比图
Z 2s
~
Zm
Ze
u
1:n
i
第六章
声波的接收
(2)二次辐射阻抗Z2s是频率的函数,会引起u(t)畸变 控制方法:设计机械振动系统,使|Z2s|<<|Zm|, 减小Z2s对振速u(t)畸变的影响。 (3)机械阻抗Zm是频率的函数,会引起u(t)畸变
控制方法:通常要根据实际具体问题制定控制
方法。
第六章 声波的接收
第六章
声波的接收
声波的接收
(3)作包面S,使V1、V2在S内,若以S、S1、S2 为边界的区域记作V,则上式在V内作体积分, 得
{ p1 (r )p2 (r ) p2 (r )p1 (r )}dv 0
V
Z
V
S1 V1 V2
S2
Y
X
S
第六章 声波的接收
根据奥—高公式: Adv A ds
噪声控制的声学基础课件

次声波应用
• 研究自然、气象现象 • 预测灾难性事件 • 探测声源位置
第二节 人能够接受的音量
声压——大气压力的变化量,以( - P)示P之0 。
p
大气压力
P0
P
—声P 场中受声波扰动后的压强 —大P0 气压强 声压的单位:牛顿/(N/㎡) 或微巴(µbar)
1 (N/㎡)=10 µbar 声压的大小随时间、地点而变化, 是P一个变量, 是P一0 个常量。
sin[(t x )]
C0
比较 ⑤ ⑥ 式得,⑤ 式除以 c 2 ,则有
2
x 2
1 c2
2
t 2
空间平面声波的波动方程
2
t 2
c
2
(
2
x 2
2
y2
2
z 2 )
第四节 理想流体媒质的三个基本方程
参量:声压、振速、密度增量相互关联
根据三个基本定律:
牛顿第二定律、质量守恒定律、绝热压缩定律
• 1.点声源 • 2.线声源 • 3.面声源
不同声源的波阵面
声波与声音
• 声音——声波传到人耳,人们感受到声音。 • 振动产生声音(声音源于物体的振动) • 真空中可否听到声音?
人耳感知的声波频率(20-20k)
平时我们说话声音的频率多集中在:125Hz – 8 kHz
动物耳朵感知声音频率
面与声线垂直
4.波的分类
① 按振动与波动方向分 纵波——方向一致,能在气、液、固体中传播 横波——方向垂直,如绳子上传播的波
② 按振动时间分 连续波——由质点连续振动产生。 如风机噪声 脉冲波——质点间歇式脉冲振动产生。如锤子打击噪声
③按振源的形状分 平面波——声源是一个平面,波阵面是一个平面,叫平面波。 球面波——声源是一个点,波阵面是一个球面,叫球面波。 柱面波——声源是一个圆柱,波阵面是一个柱面,叫柱面波。如行驶 中火车发出的声波 。
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The mass conservation equation The momentum equation
u 0 0 t x
u p 0 0 t x
The state equation
wavenumber (k) is defined as
k
c
2f 2 c
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授课人——柳贡民
2016年9月7日星期三
动力与能源工程学院 College of Power and Energy Engineering
Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
P0 p 0 cons tan t P0 0 The grouping results from a Taylor-series expansion in 0 and neglecting the second-order and higher-order acoustic terms, leads to
(4) Frequency and Period
The number of pressure variations per second is called the frequency of the sound, in units of Hertz (Hz)
The reciprocal of the frequency of a pure tone is the period in seconds 20Hz – 20 kHz audible sounds fsound > 20kHz called ultrasounds (超声波) fsound < 20Hz called infrasounds (次声波) Dolphins and bats can emit ultrasonic waves.
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation
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c RT
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation
6. 1 The Wave Equation
推导理想流体媒质中的声波方程的四个基本假设:
1)媒质为理想流体,不存在粘性,无能量损耗; 2)媒质是均匀连续的,无声扰动时媒质在宏观上处于静止状态;
3)声波传播过程是绝热过程,压强仅是密度的函数,可以不考虑温度 的因素。因此可以用声压、质点振速和密度这三个参数来描述声场;
P
p
0
P 0
RT
p P0 0
P0 R 0T
Submitting the state equation of ideal gases into the speed function of sound wave
2 2 c0 RT p c
~ ~ ~U ( )0 t
~ D U ~ ~ P 0 Dt
The momentum equation (movement equation)
For the quiescent medium, neglecting the second-order and higher-order acoustic terms yields the linear acoustic equations The mass conservation equation
pe
1 T 2 p (t )dt 0 T
For harmonic waves, there are
pm pe 2
Here pm is the amplitude of sound pressure.
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation
(5) Wavelength
Wavelength is defined as the distance the pure-tone wave travels during a full period c cT f
From this equation we know that high frequency sounds have short wavelengths and low frequency sounds have long wavelengths.
6. 1 The Wave Equation
Acoustic disturbances can usually be regarded as smallamplitude perturbations to an ambient state ~ ~ ~ U U0 u P P0 p 0 The mass conservation equation (continuity equation)
第6章 噪声控制的声学基础
Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation 6. 2 Basic Characteristics of Plane Sound Wave 6. 3 Acoustic Energy in Sound Field 6. 4 Sound Levels 6. 5 Radiation of Sound Source 6. 6 Sound Field in Rooms
p c
2
The 1-D Wave Equation
2 p 1 2 p 2 2 0 x 2 c0 t
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授课人——柳贡民
2 p
1 2 p c t
2 2
0
2 2 2 2 2 2 x y z
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
4)媒质中传播的是小振幅压力波,各声学参量都是一阶微量,远小于 平衡状态的参数。
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
where is the specific heat ratio(比热比), R is the specific gas constant(气体常数) for the gas, R=287 J/kg-K for air, and T is the absolute temperature of gas in degrees Kelvin, equal to 273.15 plus the temperature in degrees Celsius.
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Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation
The mass conservation equation The momentum equation The state equation
0 u 0 t
0
u p 0 t
p c2
The Wave Equation
The Laplacin operator for threedimensional problems is given
Chapter 6 Fundamentals of Acoustics for Noise Control
6. 1 The Wave Equation
(2) Particle Velocity(质点振速)
The acoustic particle velocity (u) is defined as the local motion of particles of fluid as a sound wave passes through the material. The acoustic pressure and particle velocity are related by the specific acoustic impedance(声阻抗率):