机械振动与噪声控制(PPT54页)
机械工程中的振动与噪声控制
机械工程中的振动与噪声控制机械工程领域中的振动与噪声控制是关乎工程质量和人员安全的重要问题。
振动与噪声的存在可能导致设备磨损、性能下降,甚至对工作人员产生不利影响。
因此,如何有效控制振动和噪声成为了机械工程师们关注的焦点。
1. 振动控制振动是机械工程中常见的现象,它是由于机械系统中的不平衡、不对称、共振等原因引起的。
为了减小或消除振动带来的负面影响,可以采取以下措施。
(1)动平衡技术:通过对旋转机械进行平衡调整,使其运行时振动减小到最低限度,避免不平衡引起的损伤。
(2)减振装置:在机械设备中增加减振器,如弹簧、减振垫等,吸收振动能量,降低机械的振动水平。
(3)精度控制:机械加工和装配过程中,提高加工精度和装配精度,减小各部件的不平衡或对称差异,从而减少振动。
2. 噪声控制噪声是机械设备运行中产生的不必要的声音,可能对周围环境和人员造成威胁和不适。
下面是一些减少噪声的方法。
(1)隔声措施:在机械设备周围建立隔音室,采用隔声材料进行隔音,减少噪声向周围环境传播。
(2)降噪设备:在噪声源附近设置降噪设备,如降噪耳塞、降噪耳机等,有效减少噪声对人员的影响。
(3)改进设计:在机械设备的设计过程中,注重噪声控制,采用吸声材料和隔声结构,减少噪声产生。
3. 振动与噪声控制的重要性振动和噪声的产生可能对机械系统的性能、寿命和可靠性造成不利影响。
同时,对于工作人员来说,长时间暴露在高噪声环境中会对健康产生负面影响,引发听力损伤、睡眠障碍以及心理疾病等问题。
因此,振动和噪声控制是机械工程中不可忽视的重要任务。
通过合理选择和优化机械设计,合理安装和使用机械设备,以及采取有效的振动和噪声控制措施,可以大大降低振动和噪声对机械系统和人体的危害。
机械工程师需要综合考虑各种因素,不断改进和创新,以实现振动和噪声控制的最佳效果。
总之,振动与噪声控制在机械工程中的重要性不言而喻。
了解振动和噪声产生的原因,并采取相应的控制措施,对于提高机械设备的性能和使用寿命,保护工作人员的健康至关重要。
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。
永磁同步电机的振动与噪音解析PPT课件
3、空气动力噪音
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对人的损害: 对神经系统有坏的影响;损害人的听觉。
——在频率300一600赫兹区队80分贝响度级的噪声若每天 连续作用8小时,实际上不会引起对1000一2000赫兹言语频 率范围内的听觉丧失;
——在频率300一600赫兹区间,88至95分贝的噪声响度级经 过30年会引起对1000赫兹的听觉丧失8至13分贝,对2000赫 兹的听觉丧失13.5至19分贝;
100mv/格
20ms/格
(b)T=0.5 N•m,n=326rpm
(a)电流周期18次,噪音频率为165Hz。 (b) 电流周期6次,噪音频率为163Hz。 (c)电流周期12次,噪音频率为162Hz。
小电机
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四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音
正弦波驱动
• 理想情况
e sin
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
ea (t) ~ Em1 sint Em3 sin 3t Em5 sin 5t Em7 sin 7t
ia (t) ~ Im1 sint Im5 sin 5t Im7 sin 7t 得到 Tem ~ Tem0 T6 sin 6t T12 sin 12t T18 sin 18t
2P 例: Z
C
min
• 最低次数υmin-每周磁能状态重复次数
min
2PZ C
C— 2P 和Z的最大公约数
• 幅值-决定于磁势平方F2和磁导G的υ次幅值乘积
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88 9 12 12 72 48
二、定位力矩 缺陷磁路的齿槽力矩 • 转子有缺陷导致Z次定位力矩 •定子有缺陷导致2P次定位力矩
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二、定位力矩
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。
机械振动噪声与控制PPT课件
Xi
cos
i x
l
令i=1、2、3,分别代入前两式,求得前3个非零阶固
有频率和相应的主振型,即
当i
1时,1
l
E,
x
X1(x) cos l
当i
2时,2
2
l
E,
2 x
X2 (x) cos l
当i
3时,3
3
l
E,
3 x
X3(x) cos l
page 12
授课人——柳贡民
18.07.2020
动力与能源工程学院 College of Power and Energy Engineering
§4.2 Longitudinal Vibration of Rods
本节考虑的杆假设是细杆,且沿其长度方向是均质 的。由于轴向力的作用,横截面沿着杆的轴向产生位移 u ,这个位移是位置x和时间t的函数。设u(x,t)是杆的微 元dx的左横截面的轴向位移。
page 3
杆微元dx的隔离体图
授课人——柳贡民
§4.2 Longitudinal Vibration of Rods
因此 D 0 ; 此时C不能为零,否则就得到u(x,t)=0的非振动解, 因此必有
上式为杆纵向振动的频率方程,它有无限多个固有频 率。由上式可得
杆的固有角频率为(实际上还有对应于刚体运动的零 频率):
page 11
授课人——柳贡民
Chapter 4 Vibration of Continuous Systems
§4.3 Torsional Vibration of Rods
本节讨论等截面直圆轴的扭转振动。除了理想弹性 体假设之外,我们还假设轴的横截面在扭转振动过程依 然保持为平面。
机械振动与噪声控制培训教材PPT课件【精编】
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Mechanical Noise and Vibration Control
Z p U
声阻抗Z是复数,其实部称为声阻R,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
机械振动与噪声控制培训教材PPT课件 【精编 】
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Mechanical Noise and Vibration Control
声压的大小反映了声波的强弱,声压的单位是Pa (帕N/m2)。
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Mechanical Noise and Vibration Control
机械振动与噪声控制
2.1.2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,
当ka<<1,即声波波长远大于声源半径a时,有:
p(r,t) p e A j(tkr) ck Qe j(tkr)
r
4r
Q=sua=4pa2ua 称为声源强度。
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Mechanical Noise and Vibration Control
机械振动与噪声控制
2) 偶极子声源
机械振动与噪声控广州办事处 朱 斌生
Mechanical Noise and Vibration Control
机械振动与噪声控制培训教材PPT课件 【精编 】
机械振动与噪声控制
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u,表面积是S,则uS 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。
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:近年来,随着科技的不断进步与社会的快速发展,机械传动系统在工业生产、交通运输和日常生活中扮演着重要的角色。
然而,机械传动系统不可避免地会产生振动与噪声,给人们的工作环境和生活质量带来负面影响。
因此,研究和控制机械传动系统的振动与噪声成为了一项具有重要意义的课题。
一、振动的来源及影响振动是机械传动系统中不可忽视的现象。
主要来源包括机械零部件的失衡、偏差、磨损以及激振源等。
机械传动系统的振动不仅会引起机械失效,还会产生噪声、能量损耗以及对周围环境和操作人员造成不利影响。
首先,机械传动系统的振动会加速零部件的磨损,降低设备寿命。
当机械零件失衡或偏差过大时,会造成增强的振动,使得设备在运行过程中非正常磨损,从而降低了设备的使用寿命。
其次,振动还会引发噪声污染。
机械传动系统在运行时会产生一定的噪音,如果振动能量过大、频率过高,会直接导致噪声超标,严重时可能会对周围环境和操作人员的听觉和心理健康造成损害。
最后,机械传动系统的振动还会导致能量的损耗。
振动过大会消耗大量的能量,使得机械传动系统的效率降低,同时也会增加能源的消耗。
二、机械振动控制的技术手段为了降低机械传动系统的振动与噪声,科学家和工程师们提出了许多控制技术手段。
其中,主要包括被动控制和主动控制两种方法。
1. 被动控制被动控制是指通过改变机械传动系统的结构、阻尼和材料等参数来达到控制振动和噪声的目的。
常见的被动控制手段包括改变传动系统的刚度、使用减振器、隔振器、阻尼器以及增加阻尼材料等。
改变传动系统的刚度是一种常见的被动控制方法。
通过增大结构刚度可以减小振动的幅值,并提高机械传动系统的自然频率,从而降低振动产生的噪声。
使用减振器和隔振器也是一种常见的被动控制手段。
减振器和隔振器能够吸收并分散振动能量,降低振动传递到周围环境和操作人员的程度。
阻尼器的使用也是一种有效的被动控制方法。
通过增加对机械振动的阻尼,可以使振动能量迅速耗散,减小振动幅值,从而降低噪声的产生。
机械振动与噪声培训课件
机械振动与噪声培训课件1. 引言机械振动和噪声是机械工程中普遍存在的问题,在工程设计和运行过程中可能会引起许多负面影响。
本培训课件将介绍机械振动和噪声的基本概念、原因、评估方法以及控制与减少方法。
2. 机械振动概述机械振动是指物体在围绕平衡位置附近以一定频率前后运动的现象。
振动可以是自由振动、强迫振动和受迫振动。
•自由振动是指物体在没有外部干扰下的振动,如钟摆。
•强迫振动是指外部力对物体施加周期性作用力,导致物体振动。
•受迫振动是指物体受到多种外部力的影响,导致复杂的振动现象。
3. 机械振动的原因机械振动可以由多种原因引起,包括以下几个方面:1.不平衡:机械零部件的质量分布不均匀导致旋转装置出现离心力。
2.不对称刚度:机械结构刚度不均匀引起的振动,如不对称的轴、不均匀的杆件等。
3.不对称惯量:机械结构惯量分布不均匀导致的振动。
4.间隙与松动:机械零部件间隙过大或松动导致的振动。
5.动力激励:外部力对机械结构施加的激励力。
4. 机械振动的评估方法为了评估机械振动的程度和特性,可以采用各种评估方法,如频谱分析、时域分析、轨迹分析等。
•频谱分析:将振动信号通过傅里叶变换转换为频谱图,可以分析振幅随频率的变化情况。
•时域分析:直接观察振动信号的波形变化,可以分析振动的周期、振幅等参数。
•轨迹分析:通过观察物体运动的轨迹,可以判断振动的频率、相位等信息。
5. 噪声的概念和分类噪声是机械振动的一种表现形式,是指引起人们不愉快或损害健康的声音。
根据噪声的频率和强度,可以将噪声分为不同的类型,如以下几种:•环境噪声:来自于周围环境的各种声音,如车辆噪声、工业噪声等。
•机械噪声:由机械设备运行产生的噪声,如发动机噪声、风扇噪声等。
•结构噪声:由机械结构振动引起的噪声,如楼板踏步声、机械设备共振噪声等。
6. 噪声的评估和控制评估噪声的方法可以采用声级仪或频谱仪进行测量和分析。
根据噪声产生的原因和特点,可以采取不同的控制措施来降低噪声水平。
机械系统的振动与噪声控制
机械系统的振动与噪声控制引言:机械工程是一门涉及设计、制造和运用机械设备的学科,其应用广泛,从汽车制造到航空航天,从工业生产到家用电器。
然而,机械系统在运行过程中常常产生振动和噪声,给人们的生活和工作带来不便和危害。
因此,控制机械系统的振动和噪声成为了机械工程师的重要任务。
一、振动的成因及其影响振动是机械系统中物体围绕平衡位置做周期性的往复或摆动运动。
振动的成因主要包括不平衡质量、不对称刚度、不对称阻尼等。
当机械系统发生振动时,不仅会产生噪声,还会导致机械零件的疲劳破坏、精度降低以及设备寿命的缩短。
因此,控制机械系统的振动成为了提高机械设备性能和可靠性的重要手段。
二、振动控制的方法1. 质量平衡:通过在旋转机械中增加平衡质量或在往复运动机械中采用对称结构,使机械系统的质量分布均匀,减小不平衡力,从而降低振动水平。
2. 结构优化:通过改变结构形式、增加刚度和减小质量等方式,提高机械系统的自然频率,使其远离激励频率,减小共振现象的发生。
3. 阻尼控制:在机械系统中引入阻尼元件,通过消耗振动能量来减小振动幅值。
常用的阻尼控制方式包括粘性阻尼、干摩擦阻尼和液体阻尼等。
4. 主动控制:采用传感器、执行器和控制算法等技术手段,实时监测和调节机械系统的振动状态,以达到振动控制的目的。
三、噪声的成因及其影响噪声是指人们不愿意听到的声音,它是由机械系统中的振动和气流等因素引起的。
噪声的成因主要包括机械振动、气动噪声和涡流噪声等。
噪声不仅会对人们的听觉健康产生不良影响,还会干扰人们的思维和交流,降低工作效率。
四、噪声控制的方法1. 振动控制:通过控制机械系统的振动,减小振动对周围空气的激励,从而降低噪声水平。
2. 声学隔离:采用隔音材料、隔音结构等手段,阻断噪声的传播路径,减少噪声的传递和扩散。
3. 声学吸收:利用吸声材料或吸声结构,将噪声能量转化为热能或其他形式的能量,从而减少噪声的反射和传播。
4. 噪声控制技术:如主动噪声控制技术,通过传感器、控制器和执行器等设备,实时监测和调节噪声源的振动和声波传播,以实现噪声的主动控制。
机械振动与噪声控制课件
p p e p e A j(tkr1 )
A j (tkr2 )
r1
r2
当两个点声源相距很近:
偶极子声源
p pA e j(tkr) (2 j sin kl cos )
r
2
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Mechanical Noise and Vibration Control
机械振动与噪声控制
3) 线声源
p2
wc 2h
(2
1)
线声源
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机械振动与噪声控制
4)无限大障板上圆形活塞
p j uaa2 [ 2J1(ka sin ) ]e j(tkr) 2r ka sin 无限大障板上圆形活塞
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声压的大小反映了声波的强弱,声压的单位是Pa (帕N/m2)。
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机械振动与噪声控制
2.1.2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,
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。
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机械振动与噪声控制
• 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
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p2
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• 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ua,则在离球心r处向外辐射的 声压可以写为方程。
当ka<<1,即声波波长远大于声源半径a时,有:
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u,表面积是S,则uS 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。
Z p U
声阻抗Z是复数,其实部称为声阻R,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
1c1 1c1
p
pt pi
22c2 2c2 1c1
吸声系数
2
1 rp
吸声系数越大表示了声波透射越大。 当a=1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a=1的全透射。 当a=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
• 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。
p(r,t)pAej(t k)rcQ kj(te k)r
r
4r
Q=sua=4pa2ua 称为声源强度。
2) 偶极子声源
pp e p e A j(tk1r)
A j(tk2r)
r1
r2
当两个点声源相距很近:
偶极子声源
ppAej(tk)r(2jsikncl o)s
r
2
3) 线声源
p2 w2hc(2 1)
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 p u
平面声波在媒质中传播时的声阻抗率为
Z c
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T内的平均
u1
p1
1c1
ui
ur
在媒质2中的声压值
p2pt ptrej(tk2x)
在媒质2中的质点速度
u2
j(tk2x)
p pe 2
tr
2c2
2c2
ut
在分界面的声压和速度应当是连续相等的:
p 1p ip rp t p 2
u1uiurut u2
声压的反射系数rp, 透射系数 p
rp
pr pi
2c2 2c2
理论上静态大气压设定为p0,媒质受声传播扰动后的压强pd 这种压 强的改变量被定义为声压p
ppd p0
声压的大小反映了声波的强弱,声压的单位是Pa (帕N/m2)。
2.1.2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,
• 声强级
LI
10lБайду номын сангаасg10
I Iref
(dB)
参考声强Iref取为10-12W/m2
p 2
L I 1l0 o 1I 0 g I re f1l0 o 1( 0 I g rc e ) f 1l0 o 10 p p g r 2 2e f1l0 o 10 g p c r 2 reI ef fL p 1l0 o 14 0 g c00
• 声功率级
W LW 10lo1g0Wref(dB)
W——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
LI L W1l0o1g 0 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(f2/f1)=1 时称为1倍频程, log2(f2/f1)=1/2称为1/2倍频程,log2(f2/f1)=1/3称为 1/3倍频程,式中f1和f2称为带通滤波器的上下截止频
值
1T
I
T
0
p(t)u(t)ddt
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
I
p
2 e
c
单位时间平均声功率
W IS
2.3.2 声压级、声强级、声功率级测量及声谱分析
• 单位:dB • 声压级
Lp10 lo1g 0ppr2e2ef20 lo1g 0ppreef(d)B
pe——被测量声压的有效值;pref——参考声压。 在空气中参考声压pref为2×10-5Pa。,即为正常人耳 朵对1kHz的声音刚能听到声压值
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--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
线声源
4)无限大障板上圆形活塞
pju 2a ra2[2J1 k(ksasa iin n )]ej(tk)r
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
p 1 p ie n j( t k 1 x ) p re e j( t k 1 x )
在媒质1中的质点速度根据 p cu
率。
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20Hz到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 LN,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。