第7章1 噪声与振动..

1．声波与声速
物体（固、液、气）的振动是声音的来源。振 动在弹性介质中以波动的方式进行传播。这种 波称为声波。
（振动→挤压周围介质质点 →时密时疏，疏密过程从质点向前传 播）为纵波（质点振动方向＝波的传播方向）和疏密波。
声速c―声波在一定介质中的传播速度。m/s。
介质不同，c不同。0℃，空气c=331m/s。氢气c=1270m/s；20℃，水， c=1460m/s。
不同子样的声级可以运算，相加，相减，平均。P212－213或
（8.9-8.13）。
响度级Ln―将声压和频率联系起来的特性，单位为方 （ phon ）。以 1KHz 纯音为基准，一个噪声和这个基 准声一样响，则这个噪声的响度级（ phon）就等于这 个纯音的（声压级（dB值））。
例：某噪声，听起来和声压级为95dB，1KHz的基音一样响，这个噪音的响
频率f――声波每秒振动次数。Hz。
声频：耳听声范围：20~20000Hz。 波长λ――声波中两个相邻的密部或疏部之间的距离， m。空气，声频范围内，λ＝1.72cm~17.2m 周期T―声波前进一个波长距离所需时间。
则：
cf
1 T＝ f c
2．声压与声压级
声压―表示声音强弱的物理量。 声压：有声波时，介质中压力超过静压力的值（Δp）， 为声波动力。 瞬时声压―某一瞬间所产生的压力增值。 大气：p（t）＝P（t）－P0＝声波中介质压力－大气压力。
当 LN≥40 ， 噪 声 响 度 级 Ln 每 增 加
二．声的传播与衰减
1．不计大气吸收的传播 测点距声源不同，声压级不同。 （1）室内点声源 声压级： LP LW 10 lg( 声源中央，Q＝1； 墙或地[通过1球面]，Q＝2； 两墙与线[通过1/4球面]，Q＝4； 三面交点[通过1/8球面]，Q＝8 r―离声源距离m。 R房间常数＝ Q――位置指向性因数。
2πLr（柱面）LP减少3dB。减少量Z0lgr 10lg 吸声系数→∞，声波传播墙影响。面声源，不衰减。
2．计及大气吸收
由于空气的粘滞性和热传导，声能→热能。或被吸收，声压级Lp 衰减，
其附加衰减量 A 7.4 a [8.16/P214]
f 2r

(dB) f Hz, r m, 相对湿度。
3．声强与声强级
声强――垂直于声波传播方向n的单位面积上，单位时间内 通过的平均声能。（声音强弱）
2 1 T p 自由声向 In pun dt w / m2 T 0 ec 声强级SIL（Sound Intensity Level） I LI 10 lg LdB P I0 基准声强I0＝10－12w/m2 对应基准声压p0＝2×10－5Pa

4．声功率与声功率级
声功率――单位时间内声源发出的总声能。
w
声功率（ w）是恒量，声压（ p）和声强（ In）在声场不

s
球似 Inds 4 R 2 In

同地点有不同的值，与R成反比，声功率级SWL（Sound
Level）
w dB Lw 10 lg LI LP w0 -12 2 基准声功率 w0=10 w （1m 的I，球半径R=0.2821m处）
第七章1 噪声与振动
第一节 噪声基础
噪声 ―― 令人不愉快的声音。（干扰人们休息、学习、工作、
对人体有害、不需要的声音）
噪声污染――噪声超过人们活动所能容许的程度。 近10年，美、日、俄增加10dB；北京：达86dB。严重破坏人类 的生活环境，身体健康。 列为国际三大公害（水、大气、噪声）
一．基本特性
Q 4 Db [4πr2 －点源通过面积] ) 2 4 r R
sa 2 m 1 a
，α－吸声系数，S－室内总面积m 。
2
（2）混响场：各点声压均匀，与r无关，Q＝0
（3）自由场：无墙，R→∞，Q＝1点声源，距离r增加一倍，声压级 LP减少6dB。
半自由场：一面墙， R→∞ ， Q ＝ 2 线声源，传播通过面积为
p＝0

无声。
1atm=1.013×105Pa
有效声压（一般称为声压）―瞬时声压在一段时间内的均 方根值。
1 Pe T

T
p 2 (t )dt
0
听阀声压―正常人耳刚能听到的声音的声压：
p0 2 105 Pa。（ f 1000 Hz
痛阀声压―正常人耳感到疼痛的声压。

时）
基准 0dB 120dB
2．对睡眠、交谈和思考影响
睡眠：影响数量和质量。连续噪音：40dB 10％人的影响， 70dB 50％人影响 突然噪音：40dB 10％人的惊醒，60dB 70％人惊醒 交谈：连续噪音：55dB即多影响；65dB提高嗓门；90dB， 无法交谈。 思考：噪声使工作效率下降，心情烦燥，反应迟钝，分 散注意力，引起安全事故。
5．响度，响度级，计权声级（A）
人耳对声音的感受不仅与声压有关，也与频率有关。 频率不同，感受不同，对低频和较高频不敏感。空压 机（高频）和小汽车（低频）均为90 dB，听起来前者 响得多。
测量仪器中，为了模拟人耳的听觉特性，设计计数网络A、B、
C按接多的声间不同程度滤波。A网络将大部分低频波滤掉， 与人耳对噪音的感觉一样。所以用A网络的声级A表示噪声大 小，称为分贝A，dB（A）。
度级为95phon。
所以，响度级是人类主观感觉声音响的程度的指标。 得到等响曲线。
响度N―与响度级一一对应，单位是宋（sone）；可以
较直观地表示声音的大小，即响度增减的百分数与人 类主观感觉声音响的程度的变化较接近。 10phon，N增加一倍。与人类主观感觉更接近。
( LN 40) N 2 10
三．噪声危害
1．对听力影响
听觉器官损伤，刺耳、疼痛、听力下降、耳鸣、出 现听觉疲劳。长期强噪声下，使暂性的听阀偏移不能恢 复，产生噪声性耳聋（f=500，1000，2000Hz，平均听力 损失超过25dB）。
轻度耳聋：损失： 15~40dB ；中度： 40~60dB ；全耳
聋：85dB。
听力保护标准：85~90dB。 ＞115dB立即有耳聋危险。 120dB痛阀声压
p 20Pa
声压级SPL（Sound Pressure Level）－有效声压与听阀声压之比的对
数的20倍，单位为分贝db]
pe L p 20 lg p 0
一般：听阀0dB，公共汽车内80dB， 讲演90 dB，痛阀120dB， 飞机喷口附近150dB。
dB（decibel）