【管理资料】汽车振动与噪声控制-1概述.答案汇编
汽车振动与噪声控制概述答案共62页文档
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汽车振动与噪声控制概述答案
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
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汽车振动与噪声控制-1概述.答案
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
汽车振动与噪声控制
7个自由度
4个自由度
空间模型
¼ 汽车模 型
2个自由度
平面模型 单自由度
如何进行机械振动的分析研究
• 实验研究：
直接测量振系的响应并进行分析，以了解机械振 动特性（振动分析）；
用已知振源、激振对象，测取响应，以了解系统 特性（系统识别）
• 理论分析和实验结合
1.用实验方法(如模态分析)识别出系统，建立系统特 性模型
f2 2 15 2.3H 9z
T 1 0.42s 0.3rad 1.2 7
f
简谐振动谐波分析
• 把一个周期函数展开成傅里叶级数，即一 系列简谐函数之和称为谐波分析
• 将谐波分析法用于振动理论，可把一个周 期振动分解为一系列简谐振动的叠加
• 振动的振幅和相位与频率之间的关系用图 形表示，即为振幅频谱图和相位频谱图
输入/激励
√
振动系统
?
汽车产品开发过程中的正向设计
输出/响应
√
振动研究的问题
• 系统辩识
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统已经存在，需要根 据测量获得的激励和响 应识别系统参数，以便 更好地研究系统特性
输入/激励
√
振动系统
?
输出/响应
√
汽车产品开发过程中的对标 Benchmark
振动研究的问题
Steer转向
Body车身
Suspension悬架 Chair座椅
Tire轮胎
Brake制动
课程的意义
• 振动理论是分析任何机器和结构的动态特性的理 论基础之一
• 汽车的动态性能：汽车行驶的舒适性、操纵稳定 性、车内噪声水平以及音质等。
• 汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性、发动机减振和 隔振、车身结构的模态分析均以振动为基础。
汽车动力系统的噪音与振动控制
汽车动力系统的噪音与振动控制在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。
然而，随着人们对汽车舒适性和品质要求的不断提高，汽车动力系统的噪音与振动问题逐渐受到关注。
过大的噪音和振动不仅会影响驾驶者和乘客的乘坐体验，还可能对车辆的性能和耐久性产生不利影响。
因此，有效地控制汽车动力系统的噪音与振动至关重要。
汽车动力系统产生噪音和振动的原因是多方面的。
首先，发动机内部的燃烧过程会产生压力波动和机械冲击，这是噪音和振动的主要来源之一。
其次，传动系统中的齿轮啮合、传动轴旋转不平衡等也会引起振动和噪音。
此外，进排气系统中的气流脉动、风扇运转等同样会产生相应的噪音。
为了控制汽车动力系统的噪音与振动，工程师们采取了一系列的措施。
在发动机方面，优化燃烧过程是一个重要的手段。
通过改进喷油策略、进气道设计以及点火正时等，可以使燃烧更加平稳，减少压力波动，从而降低噪音和振动。
同时，采用轻质的活塞、连杆和曲轴等部件，以及增加平衡轴来抵消惯性力，也能有效地减少发动机的振动。
对于传动系统，提高齿轮的制造精度和安装精度，采用合适的齿轮齿形和润滑方式，可以减小齿轮啮合时的冲击和噪音。
此外，使用双质量飞轮、液力变矩器等部件，可以有效地隔离发动机的振动传递，降低传动系统的振动水平。
进排气系统的优化也是降低噪音的关键。
合理设计进气歧管和排气歧管的形状和长度，安装消声器和共鸣器，可以有效地减少气流脉动产生的噪音。
同时，采用隔音材料包裹进排气管道，也能起到一定的降噪作用。
除了在硬件方面进行改进，软件控制策略也在噪音与振动控制中发挥着重要作用。
例如，发动机电子控制单元（ECU）可以根据不同的工况，调整气门正时、喷油时间和点火提前角等参数，以实现更加平稳的动力输出，减少噪音和振动。
在车辆启动和熄火过程中，通过控制发动机的转速变化曲线，也可以降低启动和熄火时的冲击和噪音。
在车辆的整体设计中，采用良好的车身结构和悬挂系统也有助于减少噪音和振动的传递。
汽车振动与噪声控制概述答案
本课程关于声学方面，首先介绍一些声学领域的基础知识， 而后介绍噪声学中的部分内容。
周新祥，噪声控制技术及其新进展，冶金工业出版社， 2007
23.03.2020
3
主要内容
汽车与振动噪声概述 噪声控制的振动基础 噪声控制的声学基础：
声波基本方程、各参数间的关系 振动控制的基本措施
消振、隔振、吸振、减振
噪声控制的基本措施
消声、吸声、隔声
23.03.2020
4
第一章 汽车与振动噪声概述
陈克安等，声学测量，科学出版社 2005 周广林，扫描声强测量技术，哈尔滨工程大学出版社，
2007 蒋孝煜，连小珉，声强技术及其在汽车工程中的应用，
清华大学出版社，2001 张绍栋，熊文波，噪声与振动测量技术，杭州爱华仪
器有限公司，2005 （日）计量管理协会，噪声与振动测量，中国计量出
版社，1990 王其政，统计能量分析原理及其应用
但是噪声源一旦停止则噪声污染也停止，所以噪声污染 有其特殊性。
23.03.2020
12
1，声与噪声
噪声污染所导致的危害：
噪声对人的危害可表现在两方面：
心理方面：当人们在高噪声的环境下时，会感到 心情烦躁注意力分散、反映迟钝、容易疲劳。从 而造成工作和学习效率降低，引发工作中的差错， 严重的会造成事故。
低于20Hz及高于20KHz声人们完全听不到吗？。
低于20Hz的声波为次声波(infrasound) ； 高于20KHz的声波为超声波(ultrasound) 。
汽车振动、噪声控制
《汽车振动与噪声控制》考试资料考试时间：12.27晚7：00 3404填空题15'，15空简答题45'，5题计算题40'，2题填空和简答：◆振动：在外力的作用下，弹性的机械或结构不仅产生刚体运动，还会产生由于自身弹性而引起在平衡位置附近的微小往复运动，这种往复运动通常称为振动。
◆振动系统四要素：质量、弹性（刚度）、阻尼、激励◆谐波激励响应有哪三部分？答：第1部分由系统初始扰动导致的自由振动响应；第2部分称之为系统伴随自由振动，是由于初始条件和激励的引入而导致的系统本征振动；第3部分称为稳态振动或稳态响应，不随时间增加而衰减，它始终存在并且有和激励谐波力相同的频率。
◆声波的类型：根据声波传播时波阵面的形状不同，分成平面声波、球面声波和柱面声波等。
◆隔振种类：主动隔振和被动隔振。
◆气门振动控制措施有哪些？(1)提高气门系统的固有频率； (2)合理设计凸轮的形线；(3)气门运动可近似看作正加速度段所激发的强迫振动和系统弹性变形引起的自激振动的叠加，应使两种振动的相位相反，以达到削弱振动的目的；(4)为了减轻气门落座冲击，推荐落座速度小于0. 35m/s，落座加速度小于或等于| 10g|。
(5)气门弹簧的合理设计； (6)采用变圈距弹簧。
◆人体对振动反应的三个界限？(1)暴露极限。
当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。
通常把此极限作为人体可以承受振动量的上限。
(2)疲劳－功效降低界限。
这个界限与保持工作效能有关。
当驾驶员承受的振动强度在此界限之内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。
(3)舒适降低界限。
此界限与保持舒适有关，在这个界限之内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利完成吃、读、写等动作。
◆发动机机械噪声控制措施？1．活塞敲击声的控制措施（课件版）①减小活塞与气缸壁的间隙②活塞环的数量活塞环与缸壁间的摩擦会引起缸壁振动，增加噪声。
③活塞销孔向主推力面偏移当活塞销孔向主推力方向偏移时，由于活塞在上止点附近由一面接触转变到另一面接触的时间和气缸压力剧增的时间错开，可降低噪声。
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汽车振动与噪声控制-1概述.答案
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
汽车振动与噪声控制1
无阻尼单自由度系统振动特点（1）单自由度系统无阻尼自由振动是简谐振动，振幅、初相位决定于初始条件和系统刚度、质量。
运动的中点是系统的平衡位置；（2）.振动频率值只与系统的刚度、质量有关。
（3）.当系统的质量不变刚度增加时，系统的固有频率增高；当系统刚度不变而质量增加时，固有频率降低。
简谐振动下单自由度强迫振动的特点（1）系统对简谐激励的稳态响应是等同于激振频率而相位滞后于激振力的简谐振动。
（2）稳态响应的振幅及相位差只取决于系统本身的物理参数（质量，刚度，阻尼）和激振力频率及力幅，而与系统进入运动的方式（初始条件）无关。
随机振动的特点(1)随机振动没有固定的周期，即不能用简单函数的线性组合来表述其运动规律；(2)对于确定的时间，振动的三要素(振幅、频率、相位角)不可能事先知道，且它们本身也是随机的；(3)在相同条件下，进行一系列的测试，各次记录结果不可能一样。
质量矩阵非对角线为零称为惯性解耦，刚度阵非对角线不为零，称为弹性不解耦单缸发动机所受的激励源：发动机工作中产生的不平衡惯性力和力矩是引起汽车振动的主要激励源之一。
发动机所受到的外部激励力主要有：旋转惯性力，往复惯性力，反扭矩一、振动基础部分 1.基本概念：（1）振动系统三要素：质量m、刚度k、阻尼c。
质量是惯性的代表（惯性元件）；刚度（弹簧）是弹性的代表（弹性元件）；阻尼是振动中各种机械能耗散机制的代表（耗能元件）（2）描述振动系统的两类模型1）连续系统模型（无限多自由度系统、分布参数系统）：结构参数（质量、刚度和阻尼）在空间上连续分布。
偏微分方程2）离散系统模型（多自由度系统、单自由度系统）：结构参数为集中参量。
常微分方程（3）按激励的有元和性质分类固有振动：无激励时系统所有可能的运动集合，不是现实的振动，仅反映系统关于振动的固有属性。
自由振动：激励消失后系统所做的振动（现实的振动）。
强迫振动：系统在外部激励下所做的振动。
随机振动：非确定性激励下所做的振动。
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2020/7/3
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2，振动
振动——物体在一定位置附近随着时间作 往复运动，称为机械振动。更广义的讲， 物体或某种状态随着时间往复变化的现象， 称为振动。
地面上的汽车、火车、拖拉机； 地下的地铁；空中的飞机；海洋中的舰船； 各种乐器的发声 空间存在的电磁波；（收音机的调台是利用电磁共振 的原理） 建筑、桥梁受到激励也会振动； 洗衣机、电冰箱一旦启动，振动就始终伴随； 就人体本身，心脏的跳动、肺的呼吸、脑电的波动
器有限公司，2005 （日）计量管理协会，噪声与振动测量，中国计量出
版社，1990 王其政，统计能量分析原理及其应用
周新祥，噪声控制技术及其新进展，冶金工业出版社， 2007
2020/7/3
2
主要内容
汽车与振动噪声概述 噪声控制的振动基础 噪声控制的声学基础：
声波基本方程、各参数间的关系 振动控制的基本措施
不同声压级给人的感觉
2020/7/3
8
1，声与噪声
结构的振动是噪声产生的根源之一，因此，研究噪声 时，常常将其与振动一起进行分析，对汽车来说，就是 NVH（noise,vibration,Harshness)问题。 行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此，从汽车 NVH问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚， 而应该对车辆进行整体的考虑，例如要考虑到发动机、 轮胎、弹性支承等诸方面。
生理方面：长期暴露在高噪声的环境易于导致引 起听力伤害（轻则高频听阈损伤，中则噪声性耳 聋，重则耳鼓膜破裂）、另外还易于引发肠胃功 能紊乱、心脏组织缺氧导致肠胃疾病和心血管疾 病。
噪声可使机械设备、建筑等产生声疲劳。
2020/7/3
12
1，声与噪声
噪声污染是工业化所带来的直接后果，随工业发展进程 的加快，噪声污染所涉及的范围仍不断扩大，同时随着生 活水平的提高，对环境的要求越来越高，所以为噪声的控 制提出了更高的要求。
本课程关于声学方面，首先介绍一些声学领域的基础知识， 而后介绍噪声学中的部分内容。
2020/7/3
5
2020/7/3
6
1，声与噪声
（1）声的描述量： 频率（frequency）、声压（sound pressure）、声强
（sound intensity）、声功率（sound power）等。
频率在20Hz～ 20KHz之间的声波人类能够听到，为 可听声（audible sound）。在该频率范围涉及对人们 所需要的声音的研究（如音乐声学），也包括对人们所 不需要的声音的研究（如噪声学）。
2020/7/3
14
2，振动
振动的描述量：
振幅（位移、速度、加速度）、频率、 相位
振动的分类：
自然界中‘声’是非常直观的一种物理现象，也是 最早被人们认识的一种物理现象之一。
研究声的科学即为声学。 大约在19世纪中期，声学的基本理论已经达到了很 完善的地步。 声学是当前非常活跃的学科之一，它的分支目前已 经超过了20个，而且还有新的分支在不断的产生，因此 声学被称为“古老而又年轻的学科”。 下图为声学的主要分支以及与一些基础领域的联系。
消振、隔振、吸振、减振
噪声控制的基本措施
消声、吸声、隔声
2020/7/3
3
第一章 汽车与振动噪声概述
1，声与噪声
2，振动
3，研究汽车振动噪声的意义
4，汽车的NVH问题
5，汽车发展与NVH技术进步
6，汽车的NVH 特征
7，汽车振动噪声分类
8，汽车振动噪声控制
2020/7/3
4
1，声（sound）与噪声（noise）
汽车振动与噪声控制-1概述.答 案
专题书籍有：
王治国，MSC.ACTRAN工程声学有限元分析理论与应 用，国防工业出版社，2007
陈克安等，声学测量，科学出版社 2005 周广林，扫描声强测量技术，哈尔滨工程大学出版社，
2007 蒋孝煜，连小珉，声强技术及其在汽车工程中的应用，
清华大学出版社，2001 张绍栋，熊文波，噪声与振动测量技术，杭州爱华仪
汽车领域对交通噪声的控制和乘坐舒适性要求均日益严格。如 对汽车等机动车辆，国家制定了“汽车加速行驶车外噪声限值 及测量方法”国家强制标准GB1495－2002，例如轿车允许的车 外加速噪声74dB。随着国家强制性标准中噪声要求的提高，了 解如何对（汽车的）噪声进行控制的意义显而易见。
噪声方面，本课程将学习声学基本知识以及噪声控制的 基本措施：包括消声、隔声、吸声等。
结构的振动向周围的空间辐射声波。 振动还引起基础及相连的固体结构振动产生声波，如重型汽 车的某些振动可能对频繁通过区附近的建筑物造成危害。
是不是所有的振动都能够产生噪声呢?
2020/7/3
9
1，声与噪声
在可听声频域内，（振动的两面性）振动可以产生 刺耳的，对人有不良影响的噪音。振动也可以美妙 动听的声音，如各种乐器的发声均是利用乐器结构 的振动产生并放大。 通常人们将悦耳的声音称之为乐音，将不需要、 会产生不利影响的声音叫做噪声。这是从主观感觉 上进行区分。
但是噪声源一旦停止则噪声污染也停止，所以噪声污染 有其特殊性。
2020/7/3
11
1，声与噪声
噪声污染所导致的危害：
噪声对人的危害可表现在两方面：
心理方面：当人们在高噪声的环境下时，会感到 心情烦躁注意力分散、反映迟钝、容易疲劳。从 而造成工作和学习效率降低，引发工作中的差错， 严重的会造成事故。
低于20Hz及高于20KHz声人们完全听不到吗？。
低于20Hz的声波为次声波(infrasound) ； 高于20KHz的声波为超声波(ultrasound) 。
次声波和超声波均难以称为噪声源。 只有可听声频域内结构的振动以及气体的脉动和涡 流、空腔共鸣才能构成噪声源。
2020/7/3
7
1，声与噪声
从客观上乐音与噪音的区别在于具有不同频谱。
音乐：振幅和频率有明确的规律。 噪声：各种频率和振幅都无规律的声波的组合。
有没有可能将噪声通过改变变成乐音呢？
2020/7/3
10
1，声与噪声
噪声污染、大气污染、水污染和固体废弃物污染被称为 环境方面的四大公害。大气污染、水污染、固体废弃物 污染（电池、核废料）有一定的时间性，即污染源切断 后，仍在一定的时间内保持有污染。