机械振动和噪声ppt课件

中国第一座公路声 屏障，降噪量为 10.5dB
日本 吸声 型声 屏障
1.3 机械振动和噪声的利用
“振动利用工程学” 是20世纪后半期逐渐形成和发展起来 的一门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机 械来说，目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到 数百种之多，在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、 机械、电力、水利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、 轻工、食品和谷物加工、农田耕作以及在人类日常生活过程 中，数以万计的振动机器和振动仪器已成功用来完成许多不 同的工艺过程，如给料、上料、输送、筛分、布料、烘干、 冷却、脱水、选分、破碎、粉磨、光饰、落砂、成形、整形、 振捣、夯土、压路、摊铺、钻挖、装载、振仓、犁土、沉桩、 拔桩、清理、捆绑、采油、时效、切削、检桩、检测、勘探、 测试、诊断等等。
工程系统中的 振动：
运动器材：看似简单的滑雪板蕴涵了很多材料学和人体工程学 的科技成果。滑雪板由多层结构组成，包括弹性板材、抗扭力的 盒形结构、板芯、玻璃纤维合材料、高分子材料底板、边刃等。
1.1 机械振动和噪声的危害
地震，群灾之首。强 烈的破坏性地震瞬间将 房屋、桥梁、水坝等建 筑物摧毁，直接给人类 造成巨大的灾难，还会 诱发水灾、火灾、海啸、 有毒物质及放射性物质 泄漏等次生灾害。
振动的利用：
海浪发电的基本原理是气室将海浪的波能转换成空气往复运动， 利用这一气流带动发电机发电。
振动的利用：
超声诊断仪产生超声，并发射到人体内，在组织中传播，遇 到正常与有疾病的组织时，便会产生反射与散射，仪器接到这 种信号后，加以处理，显示为波形、曲线或图像等，就可以供
地震的破坏
唐山大地震
台湾大地震
土耳其大地震
印度洋强震引发海啸席卷南亚东南亚
2008.5.12 汶川地震
振动引起的转子系统破坏
1.2 机械振动和噪声的抑制
振动的抑制：
风机用消声器
红色为防锈漆， 白色为孔内装有 消声纤维玻璃
大型风机用消声器进风口结构
振动的抑制：
电话 亭内 装超 细吸 声棉 的吸 声平 板
振动的利用： ◆振动传输 ◆振动打桩
◆振动破碎 ◆振动烘干 ◆振动采油 ◆振动时效
◆钟表 ◆音乐 ◆振动造型 ◆振动筛选 ◆振动研磨 ◆振动抛光 ◆海浪发电
振动的利用：
超声电机（ultrasonic motor ，USM）技术是振动学、 波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新 材料和新工艺等学科的交叉结合的新技术。超声电机不 像传统的电机那样，利用电磁力来获得其运动和力矩。 超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获 得其运动和力矩的。在这种新型电机中，压电陶瓷材料 盘代替了许许多多的铜线圈。
车间顶上的吸声屏障 会议室用的隔声吸声屏风
振动的抑制：
汽车排气管用消声器 VOLVO客车内的吸声毛绒
振动的抑制：
一种吸声型的声屏障结构
利用声屏障将声源 和保护目标隔开
振动的抑制：
高架桥上的吸声屏障
高架桥上的吸声 与隔振组合屏障
振动的抑制：
美国高速公路用混凝土板墙 做声屏障，声衰减7～10dB
工程系统中的 振动：
船只的振动
工程系统中的 振动：
航空和航天
工程系统中的 振动：
在坦克炮塔内，陀螺仪、加速 度计及角度传感器不断地测定各 种运动载荷，车载计算机根据这 些信息计算并发出抵消这些运动 的控制指令，通过伺服系统使炮 塔相对于底盘水平转动、火炮相 对于炮塔高低俯仰，从而使坦克 即使在不断颠簸的运动中也能将 火炮准确地对准目标。
自然界中的振动现象：
●人们可以根据逐年的气象情况统计出气候周期性的振动规律，根 据这一规律可预估气候趋势，对生产与生活、抗洪和抗旱、防灾及 减灾等有着重要的意义。 ●潮汐是一种周期性振动。虽然引起潮汐的原因很复杂，目前公认 的是月球引潮观点，构成“引潮力”的两个因素为：(1)月球的引力； (2)地球绕地月公共质心转动而产生的离心力。除月球外太阳的“引 潮力”是比较突出的，日月引潮力影响天气气候，特别当日、月、 地同处一条直线上时，引潮力的共振减压效应最为显著，几乎所有 的突发性特大自然灾害，都是在内部条件基本具备情况下遇到此种 触发因素而发生的。潮汐的研究对航海与船舶进出港、渔业、潮汐 发电等十分有用。车载火炮ຫໍສະໝຸດ 定系统工程系统中的 振动：
飞机的振动模拟
工程系统中的 振动：
硬盘振动
工程系统中的 振动：
压气机的振动通过地面会影响到周围的仪器设备
工程系统中的 振动：
缆车上装有减振器
工程系统中的 振动：
各种形状的叠层减振器
工程系统中的 振动：
在诺曼底桥采用了斜拉索上垂直方向布置辅助加固索 (二次索)以防止斜拉索振动和非线性变形增大。
●树木年轮中的一疏一密是由气候的周期变化而引起的，从广义角 度来看，也是一种振动现象，这一振动特征，多应用于考古学、地 质学和水文学的研究之中，同时年轮学在环境污染、森林更新、冰 川进退、考古断年、灾害、地震、雪崩、医疗、地方病、农牧业产 量预测等都有着广阔的发展前景。
工程系统中的 振动：
车 辆 减 振 系 统
机械振动和噪声基本原理
李鹤
hli@ 东北大学 机械学院 2012.8.22
主要内容
1. 机械振动和噪声的危害、抑制与利用 2. 单自由度振动系统的基本原理 3. 模态实验 4. 声学的基本原理
1.0 振动无处不在
在实际工程和日常生活中的振动现象：
工程系统如机械、车辆、船舶、飞机、航天器、建筑、 桥梁等都经常处在各种激励的作用下，因而会不可避免地产 生各种各样的振动，可见振动力学在工程实际中有着广泛的 应用。例如在机械、电机工程中，振动部件和整机的强度和 刚度、大型机械的故障诊断、精密仪器设备的防噪和减振等 问题；在交通运输、航空航天工程中，车辆舒适性、操纵性 和稳定性等问题，海浪作用下船舶的模态分析和强度分析， 飞行器的结构振动和声疲劳分析等问题；在电子电信、轻工 工程中，通信器材的频率特性、音响器件的振动分析等问题； 在土建、地质工程中，建筑、桥梁等结构物的模态分析，地 震引起结构物的动态响应，矿床探查、爆破技术的研究等问 题；在医学、生物工程中，脑电波、心电波、脉搏波动等信 号的分析处理等问题。