第一章、第二章机械振动与噪声控制
机械振动与噪声控制
机械振动与噪声控制机械振动与噪声控制是现代工程领域中非常重要的一个研究方向。
随着科技的不断发展，人们越来越注重减少机械运动中的振动与噪声，以提高设备的性能、效率和使用寿命。
本文将从机械振动的基本原理、噪声的分类与测量、振动控制的方法等方面进行论述。
一、机械振动的基本原理在机械系统中，振动是一种围绕平衡位置周期性运动的现象。
振动通常由激励力以及系统的固有特性所引起。
激励力可以是机械力、电磁力、声波等。
机械系统的固有特性包括质量、刚度和阻尼等。
质量决定了系统的惯性，刚度决定了系统的弹性，阻尼决定了系统的能量损耗。
合理设计与控制系统的固有特性，可以减少机械振动的发生。
二、噪声的分类与测量噪声是由各种原因而产生的声音，它是人们感到不舒适的声音。
噪声可以分为环境噪声、机械噪声、交通噪声等多种类型。
环境噪声主要来自于工业、建筑、交通等方面的活动；机械噪声主要来自于机械设备的运行；交通噪声主要来自于汽车、火车、飞机等交通工具的运行。
噪声的测量通常通过声压级、频谱特性和声音品质等参数来描述。
三、振动控制的方法为了控制机械振动和降低噪声，人们采用了多种方法。
以下是一些常用的振动控制方法：1. 被动控制方法：这种方法通过在机械系统中加入质量块、减振器等元件，来吸收或分散振动能量，从而减少振动和噪声的传递和辐射。
2. 主动控制方法：这种方法通过传感器、执行器和控制算法等技术手段，实时监测和控制机械系统的振动。
主动控制方法可以根据振动信号的特征来产生反作用力，以抵消振动力，从而实现振动控制的目的。
3. 半主动控制方法：半主动控制方法结合了被动控制和主动控制的优点。
这种方法通过控制装置来控制振动元件的刚度、阻尼等参数，以改变系统的固有特性，达到控制振动和噪声的目的。
除了以上方法，还有一些辅助性的振动控制技术，如结构优化设计、材料选择、减震降噪措施等。
结语机械振动与噪声控制是一门具有挑战性和前沿性的学科，在工程应用中具有重要的实际价值。
机械设计中的振动与噪声控制
机械设计中的振动与噪声控制在机械设计领域，振动与噪声控制是一项非常重要的技术，它直接关系到机械设备的稳定性、安全性和工作效率。
本文将介绍振动与噪声的来源、影响以及常用的控制方法，并讨论其在机械设计中的应用。
一、振动的来源和影响1.1 振动的来源振动是指物体在运动过程中产生的周期性变化。
在机械设备中，振动的来源主要包括以下几个方面：（1）不平衡：由于工艺、材料或制造的原因，机械设备的质量分布不均匀，导致转子在高速旋转时产生不平衡力，引起振动。
（2）谐振：当机械设备运行频率接近其固有频率时，会产生共振现象，导致振动加剧。
（3）传动系统：传动系统中的齿轮、皮带等元件存在间隙和不匀称等问题，引起振动。
1.2 振动的影响振动对机械设备会产生以下几方面的影响：（1）降低工作效率：振动会导致机械设备的部件磨损加剧，进而引起零部件间的间隙变大，降低了机械设备的工作效率。
（2）加大能耗：振动会使机械设备的摩擦阻力增大，使能耗增加。
（3）噪声污染：振动引起的共振和机械碰撞会产生较大的噪声，对操作人员和周围环境造成干扰和污染。
二、振动与噪声控制方法2.1 被动控制方法被动控制方法是通过改变结构和材料来减小振动和噪声。
（1）结构优化：在机械设计中，可以通过优化结构设计来减小振动。
例如，在转子的设计中，采用加强结构的方法可以改善转子的刚度分布，减小振动幅度。
（2）材料选择：合理选择材料对振动和噪声的控制也起到重要作用。
例如，采用高强度、低密度的材料可以减小结构的质量，降低振动和噪声。
2.2 主动控制方法主动控制方法通过控制系统对振动和噪声进行实时监测和调整。
（1）振动传感器：通过安装振动传感器在关键位置，实时监测机械设备的振动情况。
（2）控制系统：通过控制系统对振动进行实时调整，可以采取适当的措施减小振动幅度。
例如，可以通过调整电机的转速、改变结构的固有频率等方式来实现振动控制。
2.3 被动与主动结合的混合控制方法被动控制和主动控制方法的结合可以更好地控制振动和噪声。
机械设计中的机械振动与噪声控制
机械设计中的机械振动与噪声控制机械振动与噪声是机械设计中一个重要的考虑因素，对于提高机械设备的可靠性、减少能量损失、改善工作环境等方面都有着重要意义。
本文将探讨机械振动的成因、测量与分析方法，以及噪声控制的一些常见手段。
一、机械振动的成因机械振动的成因主要有以下几个方面：1. 动力源的激励：如电机、发动机等的不平衡、不稳定运动会产生振动。
2.不平衡质量：机械旋转部件的不平衡质量会导致产生振动。
3.机械结构的松散：机械结构的连接件、零部件的松动也是引起振动的原因之一。
4.共振效应：当机械系统的固有频率与激励频率相近时，会出现共振效应，使振幅大幅度增加。
二、机械振动的测量与分析方法为了了解和控制机械振动，工程师需要进行测量与分析。
以下是常用的振动测量与分析方法：1.加速度传感器：通过安装加速度传感器测量机械设备的振动加速度，并将信号转化为电信号供分析使用。
2.频谱分析：将振动信号通过傅里叶变换，得到不同频率下的幅值信息。
通过频谱分析，可以了解机械系统的频率分布情况。
3.模态分析：模态分析是通过分析机械结构的振型和固有频率，识别出结构的敏感频率，以便进行优化设计。
三、噪声控制的常见手段噪声是不希望的声音，会给人们的生活和工作带来压力和困扰。
因此，在机械设计中，噪声控制也是非常重要的。
以下是几种常见的噪声控制手段：1.隔离控制：通过使用隔离材料或减震装置将振动与声音传递到周围环境的能量降到最低。
2.吸音控制：通过安装吸音材料，如泡沫板、吸音石膏板等，来减少声音的反射和传播，从而减少噪声。
3.降噪设计：通过优化机械结构和机械部件的设计，减少共振效应和噪声的产生。
4.使用低噪声材料：在机械设计中，选择低噪声材料可以有效降低噪声的产生。
四、结论机械振动与噪声控制在机械设计中具有重要地位。
了解振动的成因，以及掌握测量与分析的方法，能够帮助工程师改善机械设备的性能和可靠性。
而合理的噪声控制手段能够提高工作环境的舒适性和安静度。
电机机械振动噪声的控制与改善
第二章 电机机械振动噪声的控制与改善本章主要对永磁微电机机械振动噪声的形成原理进行分析,对现有控制改善方法进行总结,进一步对现有生产的门镜马达存在的问题进行分析并提出控制和改善的方案,且采用试验方法以论证改良后的效果.2.1微电机机械振动噪声的形成原理分析2.1.1振动分析:在微电机中,转子应有四个自由度,一是绕轴的旋转自由度,二是轴向存在的间隙,还有两个是轴承径向存在的间隙.其中后两个间隙很小,通常只有几个微米.但由于这些因素的存在,即使是只有几微米的间隙,也影响着马达的振动噪声.(1)在N 、S 两磁极下产生的电磁力∑=n i Ni F 1与∑=n i Si F 1作用下,电动机转子产生旋转运动,旋转部件的每个单位质点受离心力作用,均产生一下径向旋转力矢.如图2-1,这些力矢合成后,大部分被相互抵消,没有被抵消的力矢,折算到电动机轴承A 、B 二端,分别为A F 和B F .这两个旋转力矢,持续作用在转子的轴承部位,引起受迫振动.振动通过轴承、端盖和铁壳,影响到整个电机产生振动与噪音.NF A ' F B ' 图2-1转子振动示意图(2)在马达内,电枢在轴向有一定的活动空间即间隙d,如图2-2所示,当电枢在旋转时,如电枢在该间隙内来回窜动,则会对轴承形成撞击,再传递到铁壳和端盖向外发出振动噪声.当马达内的垫圈以及定位圈的表面不平整,垂直度差时,以及磁场中心线设计不当时均易造成电枢窜动.(3)对马达两端轴承内孔而言,与电枢轴配合有一定的间隙,电枢在高速旋转时,由于电枢本身必定有一定的失平衡存在,且由于转子所受各种不同的电磁径向力,转子与轴承一动一静,两者间产生摩擦甚至是碰撞,严重时出现混沌运动,表现为复杂的震动,加重马达噪声.轴承与轴间的间隙配合情形可分为两种,一种为同心度差形成了轴向倾斜, 如图2-3,另一种为径向的碰摩,如图2-4.(4)电刷片振动分析:当电刷在换向器上高速滑动时,由于换向器表面并不十分光滑,而且换向片间存在槽隙,换向片间也存在跳动,故造成电刷的径向振动而产生噪声.其中换向器的圆度和片间跳动是影响噪声的关键因素.图2-3 轴孔配合示意图一图2-4 轴孔配合示意图二2.1.2影响机械振动噪声的原因:(1)转子不平衡产生振动;(2)转子产生轴向窜动;(3)电刷变形及换向器表面有伤痕引致转子受力不均;电刷压力不适;(4)轴与轴承摩擦产生噪声;(5)机壳端盖轴承加工精度差,中孔同轴度超差;(6)部件共振;(7)润滑油的影响;(8)操作工装的影响.(9)操作工人素质的影响2.2机械振动噪声的抑制和改善措施:在当前,对永磁直流微电机的振动噪声研究的结果,参见文献[1]、[2]、[3]、 [4],一般来说主要是控制以下几个方面的因素.(1)通过动平衡工艺,消除转子上不平衡的质量,将其有害振动压制在一定范围内.(2)控制转子在磁钢的位置,应保证轴向磁推力(或拉力)合适,并防止转子轴向窜动.(3)保证电刷无变形.增加适当的避震胶在电刷片上.(4)控制机壳与端盖轴承同心度,应严格于0.02mm以下,表面光滑无毛刺.轴承与机壳的同轴度控制在0.05mm以内.(5)当在轴承压入机壳和湍盖时,采用一根尺寸精度高的硬质合金芯轴,先把轴承套在芯轴上,然后再压进机壳或端盖的轴承室中.组合后会有一个较理想的间隙,且轴承内圈较平整.(6)提高支承转子的机壳和端盖的倔强强度,如加厚机壳和端盖的壁等.(7)含油滑动轴承含油量为18%以上.(8)改善提高总装工具的工序能力.(9)加强提高操作工人的技术水平和品质意识.2.3门镜马达机械振动噪声的分析和采取的抑制改善方法对于本文作者所在的德昌公司生产的门镜马达而言,马达噪声是目前要改善的重要项目.一些型号噪声制程能力(capability)的不足,已极大地影响了客户信心和马的生产.因此,需专门针对门镜马达的振动噪声作进一步的分析探讨,提出抑制改善方法.2.3.1门镜马达振动噪声的分析探讨在现有生产的门镜马达中,一些型号的噪声制程不足,受到了客户的投诉.对生产的取样及客户投诉的样板进行比较分析发现,这些马达噪声包含多种情况.一是马达运转时声音太大,dB(A)值超过规格;二是异常的声音,虽然此时运转声不大, dB(A)值未超过规格,但引致人耳听时感觉马达运转时声音较差,即声品较差,其中一种异常的杂声主要是电枢在马达内来回窜动撞击轴承引起的.因此对于门镜马达的噪声主要可以划分为两种情况,一种是声音大,另一种是存在不纯的杂声.其中以第二种尤为严重.主要是要对第二种情况进行改善.2.3.2电枢失平衡的关键因素及改善控制方法:在现有的门镜马达电枢结构中,芯片为三辨.电枢的失平衡会造成马达在运转时轴与轴承内孔的摩擦加剧产生碰摩,进而产生噪声.由电枢结构性决定它主要影响着1倍频、3倍频等低频段的强度.要降低马达的噪声,就须控制电枢的失平衡量.比较发现,影响电枢失平衡的主要因素主要集中在以下几个因素中:a)冲芯片时芯片本身引致的失平衡;b)电枢绕线时的排线;c)加焊圆形压敏电阻时引致的失平衡.1)对芯片厚度不均影响的改善:现生产的门镜马达均采用0.5mm厚硅钢片材料,铁芯厚度为5.930.050.0+-mm.在芯片生产工艺中,采用的是高速冲床,每一片芯片相对位置是不变的.当来料厚度出现偏差时,一般是来料中间部份厚度均匀,两边变薄,存在一定坡度,厚度变化有一定的规律性.受这些因素的影响,冲芯叠加时铁芯同样会出现在某一方位上出现厚薄,从而引致铁芯失平衡.如采用扭片的工艺,则可将芯片中失平衡质点分散在不同圆周角上.如图2-5所示,将芯片相互之间转动一瓣,即120度,由此可使原来处于相同位置的失平衡质点相互之间错开120度空间位置,每3次则形成一周,相互抵消,在一定基础上使质心回归中心位置,在一定程序上减少铁芯的失衡量.图2-5 扭片平衡示意图在现有的生产中,对于整个电枢而言,如采取每一芯片相互之间转动120度,则需转动18次,那对生产的效率将有较大影响.为提高效率,生产中原本采用每次扭转2片,现有更改为采用每次扭4片.通过研究电枢的总芯片数与扭片次数的关系,以及抵消失平衡的原理,可发现如下的关系:表2-1由此可以看出,采用单次扭转1,2,3,6片时,最终未中和抵消的片数均为0片,而单次扭转为4片时,未中和抵消的片数达到2至4片,单次扭转为5片时,未中和抵消的片数达到3片.由此看来在同样的效果中,采用单次扭转6片时,生产效率最高.采用试验测量单次扭转2、4、6片时的失平衡数作比较:型号:10918马达; 失平衡量测试机:HOEMANN HP7实验时采用同一条芯片来料进行扭片，其中单次扭片2片和4片采用扭片机进行，由于没有6片扭片机，故采用人手扭片代替。
机械传动系统的振动与噪声控制
机械传动系统的振动与噪声控制引言：机械传动系统在工业生产中起着重要作用，但其振动和噪声问题一直以来是工程师们所面临的挑战。
振动和噪声的存在不仅会降低机械设备的性能和寿命，还会对人的健康和工作环境造成负面影响。
因此，控制机械传动系统的振动与噪声非常重要。
本文将探讨机械传动系统振动与噪声的产生原因以及常见的控制方法。
一、振动与噪声的产生原因机械传动系统的振动和噪声主要由以下几个原因导致：1.齿轮啮合：机械传动系统中的齿轮是最常见的振动和噪声源之一。
齿轮啮合时，由于齿轮表面不完全光滑、齿轮的几何形状问题或者齿轮不精确的制造等因素，都会导致齿轮啮合时产生不规则的振动和噪声。
2.轴承问题：轴承在机械传动系统中起着支撑和导向作用，但不良轴承会导致系统的振动和噪声增加。
轴承的不正确安装、内圈和外圈之间的间隙过大、轴承的磨损以及润滑不良等问题都会导致振动和噪声的产生。
3.各种传动元件的失调：在机械传动系统中，各种传动元件包括轴、齿轮、皮带等，如果失调严重或者安装不当，都会导致振动和噪声的产生。
4.不平衡问题：机械设备中的旋转部件，如风机、发动机等，由于部件自身的不平衡或者安装问题，会产生不规则的振动和噪声。
二、振动与噪声控制方法为了控制机械传动系统的振动和噪声，有以下几种常见的方法可选：1.优化设计：在机械传动系统的设计阶段，可以通过使用先进的CAD/CAM技术，进行仿真分析和优化设计，以减少元件的失调、提高齿轮之间的配合精度等，从而降低振动和噪声的产生。
2.材料选用：在机械传动系统的制造过程中，选择合适的材料也可以起到控制振动和噪声的作用。
例如，选择降噪性能好、抗振动性能强的材料可以有效地减少噪声和振动的传导。
3.平衡调整：对于那些存在不平衡问题的旋转部件，可以通过动平衡的方法进行平衡调整，使其在高速运转时的振动和噪声降低到最低限度。
4.隔振隔声：利用隔振、隔声材料和结构，在机械设备的关键部位设置隔振垫、阻尼材料、隔声罩等，可以有效地减少传导和辐射噪声的发生与传播。
机械振动与噪声控制技术
机械振动与噪声控制技术机械振动与噪声控制技术是一项应用广泛并且十分重要的技术领域。
在许多行业，包括航空航天、汽车制造、工程建筑等等，振动和噪声问题都是一直存在的难题。
本文将探讨机械振动和噪声的产生原因以及常见的控制技术和方法。
一、机械振动的产生原因机械振动是指物体在其稳定平衡位置附近做往复或周期性振动的现象。
机械振动主要是由以下几个方面的原因引起的：1. 外部激励力：外部激励力是机械振动的主要原因之一。
比如在汽车行驶过程中，地面的不平整或者悬挂系统的震动都会产生振动。
2. 固有频率：物体固有频率是指物体在特定条件下固有的振动频率。
当外部激励力接近或者等于物体的固有频率时，就会引起共振现象，从而导致机械振动。
3. 不平衡质量：当机械系统中存在不平衡质量时，会导致系统在运行过程中产生振动。
比如转子的不平衡质量会引起旋转过程中的振动。
二、机械噪声的产生原因机械噪声是机械振动的结果，主要是由以下几个方面的原因引起的：1. 结构辐射噪声：结构辐射噪声是由机械结构振动引起的噪声。
当物体表面发生振动时，会通过空气传播声波，产生噪声。
2. 涡流噪声：当流体通过管道或者孔洞时，会产生涡流现象，从而引起噪声。
3. 链条传动噪声：链条传动是一种常见的机械传动方式，在传动过程中会产生一定的噪声。
三、机械振动与噪声控制技术和方法针对机械振动和噪声问题，人们提出了许多控制技术和方法，下面介绍几种常见的技术：1. 动态平衡技术：动态平衡技术通过调整质量分布的方式，消除不平衡质量引起的振动。
常见的动态平衡技术有静平衡和动平衡。
2. 主动振动控制技术：主动振动控制技术是通过主动控制系统对机械系统进行振动控制。
其中的核心原理是通过传感器和控制器对振动进行实时监测和控制。
3. 降噪技术：降噪技术是通过吸声材料、隔声材料等手段来减少或消除噪声。
常见的降噪技术包括声学设计、噪声隔离等。
4. 结构优化技术：通过结构设计的优化，以减少振动和噪声的产生。
机械振动与噪声控制
机械振动与噪声控制机械振动是指机械系统在运行或工作时所产生的振动现象。
这种振动不仅会对机械系统本身造成损坏，同时还会产生噪声，对周围环境和人体健康产生不良影响。
因此，控制机械振动与噪声已经成为了现代工程中的重要任务。
一、机械振动的分类机械振动可以分为自由振动和强迫振动两类。
1. 自由振动自由振动是指机械系统在无外界力的情况下，受到初始条件的激励而开始振动。
典型的例子包括钟摆和弹簧振子。
自由振动的特点是振动幅值逐渐减小，直至系统停止。
2.强迫振动强迫振动是指机械系统受到外界力的激励而产生的振动。
外界力的频率通常与机械系统的固有频率不同。
强迫振动的特点是振幅不断增加，直至达到稳定状态。
二、振动与噪声的关系机械振动与噪声密切相关。
振动会产生噪声，而噪声又会引起机械振动。
1. 振动产生噪声机械振动会使机械系统中的零部件发生相对运动，从而引起摩擦和碰撞，产生噪声。
振动频率与噪声频率之间存在着密切的关系。
2. 噪声引起振动噪声是指人耳能听到的声波。
当噪声作用于机械系统时，会在系统内部产生压力波和空气振动，进而引起机械系统产生振动。
三、机械振动与噪声控制方法为了减少机械振动与噪声对环境和人类健康的影响，需要采取相应的控制方法。
1. 主动控制方法主动控制方法是指通过施加外部控制力或调节机械系统的参数，使机械系统的振动幅值和噪声水平降低。
常用的主动控制方法包括主动隔振和振动补偿技术。
主动隔振是通过在机械系统中增加振动传感器和执行器，利用反馈控制的方法实现对机械振动的抑制。
振动补偿技术是利用控制器对机械振动进行预测和补偿，从而减少振动幅值。
2. 被动控制方法被动控制方法是指通过结构设计和材料选择等手段来改善机械系统的振动特性和噪声水平。
常用的被动控制方法包括隔音与隔振、材料振动控制和结构优化。
隔音与隔振是利用隔振材料和隔音材料将机械系统与周围环境分离，从而减少振动和噪声的传递。
材料振动控制是通过选择合适的材料和改变材料的结构来控制振动幅值。
机械振动与噪声的控制与分析
机械振动与噪声的控制与分析随着现代工业的快速发展，机械设备在我们的日常生活和生产中扮演着重要的角色。
然而，机械设备的振动和噪声问题却是常见的，给人们的生活和工作环境带来不利影响。
因此，控制和分析机械振动与噪声成为一项重要的课题。
本文将介绍机械振动与噪声的控制和分析方法。
一、振动的控制与分析振动是机械设备普遍存在的现象，其产生主要是由于旋转部件的不平衡、结构松动、运动部件磨损等原因造成的。
振动不仅会对机械设备自身造成损害，还会传导到周围环境，产生噪声。
因此，对机械振动进行控制和分析是非常重要的。
1. 振动控制方法（1）改善机械结构：通过改善机械结构、加固连接部件等方式，减小振动的产生和传播。
（2）安装隔振设备：在机械设备的基础上安装隔振装置，如隔振垫、隔振座等，能有效减弱振动的传导。
（3）使用减振器：如液体阻尼器、弹性元件等，能够吸收和减弱机械设备的振动。
（4）动态平衡：对旋转机械部件进行动平衡处理，消除旋转不平衡引起的振动。
2. 振动分析方法（1）频率谱分析：通过将振动信号转换为频谱特性，了解振动的频率分布情况，进而分析振动产生的原因。
（2）时域分析：通过观察振动信号的波形，分析振动信号的幅值、周期等，来了解振动信号的特征。
（3）模态分析：通过对机械结构进行模态分析，确定其固有频率和振型，从而找出振动的主要模态。
二、噪声的控制与分析噪声是由机械设备振动、震荡等运动形式引起的声音，对人们的生活和工作环境造成干扰和伤害。
因此，噪声的控制和分析也是非常重要的。
1. 噪声控制方法（1）降低噪声源：采用减振、减震、减振等方法减少机械设备本身的振动和噪声产生。
（2）吸声材料：在机械设备的周围墙面、天花板等处使用吸声材料，如声吸板、隔音墙等，来吸收噪声。
（3）隔音措施：在机械设备和噪声敏感区域之间设置隔音设备，如隔音门、隔声窗等，来阻断噪声传播。
2. 噪声分析方法（1）声谱分析：通过将噪声信号转换为频谱特性，了解噪声的频率分布情况，进而分析噪声的来源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械振动与噪声控制•基本概念• 声学基础•噪声控制•阻尼技术•隔振理论・振动——物体或质点在平衡位置的往复运动。
振动加速度、振动速度、振动位移振动幅值、振动频率•噪声一一使人感到厌烦的声音。
声压级、声强级、声功率级、响度、A计权第二章声学基础2.1波动方程与声的基本性质2. 1.1理想介质中的声场波动方程理论上静态大气压设定为门0,媒质受声传播扰动后的压强仏这种压强的改变量被定义为声压Qp=p d-p,声压的大小反映了声波的强弱，声压的单位是＜（帕7W） o2・1・2声波与声源波阵面-所谓波阵面是指声传播过程中，运动状态在某瞬时完全相同的媒质质点形成的面。
声波：平面声波、球面声波和柱面声波等类型，•常见声源声一般都是由于物体的振动而产生的。
凡能产生声的振动物体统称为声源。
所谓声源的振动就是物体在其平衡位置附近进行的往复运动。
1) 球面声源一个表面均匀胀缩的脉动球面声源，即其球面沿半径方向作同振幅、同相位的振动，球面振动速度为加，则在离球心厂处向外辐射的声压可以写为方程。
当肋vvl,即声波波长远大于声源半径a时,有：p(r,O =厶R⑷如a 丛Q严⑷r4〃Q=sua=4pa2ua称为声源强度。
2）偶极子声源r i d当两个点声源相距很近:偶极子声源厶严如（_2） sinrkl cos~~23）线声源P占心2加R 线声源4）无限大障板上圆形活塞X沏刊評2 2厶（肋sin<9）（心门2r ka sin 0无限大障板上圆形活塞2.2声传播及结构声辐射1.垂直入射声波的反射和透射在媒质1中的声压值Pl = P"八f）+ P「严W在媒质1中的质点速度根据P = pcuP\W] = —— == Uj + u rp\c\在媒质2中的声压值P. = P,=在媒质2中的质点速度j（期一灼X）叫=H= ---------------- 叫P$2 P$2在分界面的声压和速度应当是连续相等的:Pl = Pi + Pr = Pt = Pl Wj = ttj + 丸广—Uf — % 2 声压的反射系数S 透射系数5” Pr P2C2~ P1C1Y — - = ---------Pi P1C2 + P\C\P T二2应Pi P2C2 + Pfx吸声系数2a = 1— r p吸声系数越大表示了声波透射越大。
当a=l时，垂直入射声波将从一个媒质完全进入到另一个媒质，只要两个媒质的特性阻抗相同时，垂直入射声波都会有匕=1的全透射。
当d=0时，表示垂直入射声波将产生全反射2- 3声阻抗、声强及声功率2.3. 1声阻抗、声强和声功率的定义描述声辐射和声场特性的一个重要概念是声阻抗。
对于一个声源来说，如果它的表面振速是眈，表面积是S,则r/S称为体积速度U。
该声源表面声压与声源体积速度之比称为声阻抗Z。
声阻抗Z是复数，其实部称为声阻虚部为声抗X。
声阻抗的实部表示了能量的“损耗”，这个损耗表示了声能从一个地方传播到另一个地方，也就是声源对外辐射的过程开放空间声场，由于体积速度概念变得不很明确，此时通常采用声阻抗率这个概念来描述声场概念。
声阻抗率定义为声场中某点的声压值与该点速度的比值Z丄U平面声波在媒质中传播时的声阻抗率为Z = pc声强和声功率•声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积s在单位时间内通过的声能称为瞬时声强.对于稳态声场，声强是指瞬时声强在一定时间卩内的平均值[1 rT/ = P⑴%⑴d山对于在自由空间中传播的平面声波，单位时间平均声强可以写为2pc单位时间平均声功率w =is2・3. 2声压级、声强级、声功率级测量及声谱分析•单位：dB•声压级L p = 101og10牛=201og10-^(JB)p e——被测量声压的有效值；p ref—参考声压。
在空气中参考声压p对为2X10-巴…即为正常人耳朵对1阳■的声音刚能听到声压值•声强级J iOlogm —(dB)l ref参考声强人取为10-12 W/m2(P\j V —丿 2 2400 厶=101og10— = 101og10牛=101og10牛 + 101og10牛十+ 10 logref ref Pref ref•声功率级厶y =101og10-—(t/B)W refw——测量的声功率的平均值，对于空气媒质,参考声功率W = 10-12(瓦)声强级与声功率级之间的关系L[ —— lOlogw S・声频谱分析在声谱分析中一个常用的分析是倍频程分析，所谓倍频程分析是将连续频率分成一系列相连的频带。
当带通频率满足log2（^//；）=l时称为1倍频程，10g2=1/2称为1/2倍频程，log?⑺/兀）=1/3称为1/3倍频程，式中和勺称为带通滤波器的上下截止频2. 3.2响度级，等响曲线和响度・人耳能接收声波的频率大约在20比至\\20kHz・“响”与“不响”这种感觉同声波的强度和频率密切相关。
相同声压级单频率不同的声波，人耳听起来会不一样。
为了定量描述声音的这种特性，通常采用 1000Hz 纯音为标准，定义其声压为响度级，其符号是L N，单位为“方” (phon)。
其它频率的声音响度级通过与1000Hz纯音相比较来确定。
•计权声级由于人的感觉受到频率的影响，为了使声音的量度和人的听觉一致，在测试过程中对信号进行了模拟人耳的滤波，该滤波称为计权，根据频响特性的不同，计权分为A计权、B计权、C计权和D计权等D计权常用于航空噪音的测量。
A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音灵敏度相当，目前被广泛应用为评价参量。
第三章噪声控制3.1噪声源识别根据噪声源的发声机理通常将噪声分成三类: 机械噪声，空气动力噪声和电磁噪声。
机械噪声往往由于机械部件的振动，撞击，摩擦，不平衡等造成。
空气动力噪声是由于气体流动中的相互作用或与固体间的作用而产生的噪声。
电磁噪声则是由于电磁场的交变造成机械部件或空间容积的振动而产生的。
(1)主观评价法(2)分别运行法(3)覆盖法(4)表面振速测量法(5)信号分析法(6)声强测量法(7)声全息法3.2噪声的被动控制和主动控制被动控制和主动控制。
所谓被动控制指噪声控制过程中除噪声源外没有其它外加能量输入的控制方法。
传统的吸声，隔声，消声及隔振等均属噪声被动控制。
如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪声的方法称为噪声主动控制。
•吸声降噪吸声降噪技术通常分成两类：多孔吸声材料和吸声结构•基于能量的吸声系数E .a = = 1-rEI式中Q 是入射能量，卩是吸收能量，厂是反射系数实际吸声量：A = ccS(1)多孔吸声材料•吸声材料是指能够把入射在其上的声能头量吸收葩材疽。
•噪声控制工程中常用的吸声材料都是多孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔, 孔和孔之间互相联通，并深人到赫料内层，声波容易顺利地透入.当声波进人材料孔隙时，引忌孔隙中的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼作用，声能变为热能而耗散掉。
多孔吸声材料的吸声特性随声的频率的变化而交化，低频时，由于孔隙中的空气在单位时间内的振动次数少，对声波的衰减作用不大，故吸声系数很低。
随着频率的提高，吸声系数逐渐增大，达到某一值后，增加不再明显。
同一种多孔吸声材料实际使用中增加吸声材料的厚度，可以提高低、中频的吸声效果，对高频吸声效果几乎没有影响，但厚度增加到一定程度后，效果就变得不明显了，而成本却增加很多，是不经济的。
此外如果吸声材料结构设计时增加附加背后空气层也可翹到提高中、低频吸声效果的作用。
(2)共振吸声结构•薄膜共振吸声结构•穿孔板吸声结构•微穿孔板吸声结构穿孔板的穿孔直径减小到1mm以下，则可增加吸声系数, 拓宽吸声频带。
微穿孔板吸声结构通常指板厚小于 1mm的薄板上穿以孔径小于lmm的微孔，穿孔率在1%・ -5%,板后面留有5-20mm厚度空气层的吸声结构。
/ =—— ] -----------72%J(M+D/3c)(D/c)微穿孔板吸声结构可以在气流、温度、湿度的大幅度变化的环境中应用，其吸声频带宽度可以达到6—10个1/3倍频程(3)隔声结构•衡量隔声效果的两个重要指标是声强透射系数(简称透射系数)和隔声量乙隔声量1 I. p.TL = 101og10 - = 101og10十=201og10匕T J Pt1）单层壁的隔声•隔声的“质量定律”刀L 二 201og]o a)mPx cx若声波以角度入射到壁面上而其它条件不变，则隔声量为TL = 101og 10 1 + 'cop 2 cos0 ]2/?c•若声波无规入射到壁面上，则隔声量为7Z = 18.51og10<-47.52）双层隔声结构•双层壁隔声机理：声波激发起第一层壁振动时，这种振动先传给空气层，再传给第二层壁，然后再向另一侧辐射声能。
由于空气层的弹性变形具有缓冲减振作用，使得传给第二层壁的振动大为减弱，从而提高了总的隔声量。
但双层隔声结构间的空气会作为弹簧与隔声壁质量发生共振，影响隔声效果，其共振频率可以写为・入射波频率低于共振频率时双层壁的隔声量:TL = 101og10[l + (—)2]Qo°o・入射波频率高于共振频率时双层壁的隔声量: 7Z = 101ogio[（如）4（2上几）2]Po c o•通常双层壁之间空气层厚度增加，隔声量增加，但空气层厚度超过10cm后，隔声量就几乎不再增加，故实用上一般取空气层厚度为8~10cm。
•双层壁隔声也存在同单层壁一样的吻合效应，若两壁为厚度相同的同种材料时，其吻合临界频率与单层壁相同，可使隔声量明显下降。
若两壁采用不同材料或设计成不同厚度时，可便两个单层壁的临界频率互相错开，从而避免出现隔声量低谷过深的吻合效应区域。
•在双层壁的中间空气层填入适量的吸声材料，可以消除共振及吻合效应对隔声效果的影响一般在壁的中间空气层填充一些内阻较大的材料，如玻璃棉、矿植棉等，这样会吸收声能，进一步提高结构的隔声效果，可以提高结构隔声量。
(3)消声器・阻性消声器：Q吸声材料的平均吸声系数；厶是消声器断面周长；s消声器截面有效面积；/指消声器的有效长度。
阻性消声器除低频吸声特性不是很好外，还存在一个高频失效问题。
当声波频率足够高时，声波波长相对通道截面尺寸很小，此时，声波呈束状通过消声器，很少与吸声材料接触，于是消声性能显著下降。
产生这一现象的频率称为上限失效频率/,A = 1.85^ Co是声速，D为消声器的当量直径。
鴨悚帛曙廉廉凜I igKSKi 轆醐删懈■诱■筛幅脸给曲盥黑怒•抗性消声器：它主要利用截面突变造成声传播通道的阻抗失配，产生声能的反射，从而达到消声目的。
1 1 1 9 9TL = 101og10- = 101og10[l + -（77 - —） 2sin 彳切T 4 〃S2抗性消声器的扩张比丁・抗性消声器上限失效频瓠/厶=1・22乞D下限截止频率/g° 7TN2VLs指连接管的截面积；厶是连接管的长度，V表示扩张室的体积。