机械振动与噪声控制
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。
机械设计中的振动和噪声控制
机械设计中的振动和噪声控制振动和噪声是机械系统中常见的问题，对于机械设计师来说，控制振动和噪声是十分重要的任务。
本文将介绍机械设计中常用的振动和噪声控制方法，以帮助设计师在设计过程中有效地减少振动和噪声的产生。
1. 振动控制振动是机械系统中常见的问题，它会对机械结构的稳定性、寿命和性能产生负面影响。
因此，振动控制是机械设计中一个重要的方面。
1.1 调整结构调整机械结构是振动控制的一种常见方法。
通过优化结构设计，可以减少结构的共振频率，从而减少振动的幅值。
例如，增加结构刚度、改变结构的几何形状、合理选择材料等都可以有效地控制振动。
1.2 平衡旋转部件在机械系统中，旋转部件的不平衡是引起振动的主要原因之一。
通过平衡旋转部件，可以减少其振动的幅值。
常用的方法包括静态平衡和动态平衡。
1.3 使用减振器在某些情况下，无法通过调整结构或平衡旋转部件来控制振动，这时可以使用减振器。
减振器的作用是吸收或减少振动能量，从而减少振动。
常见的减振器包括弹性元件、液体阻尼器和振动吸收材料等。
2. 噪声控制噪声是机械系统中常见的问题，它会对人们的生活和工作环境产生负面影响。
因此，噪声控制在机械设计中也是十分重要的。
2.1 噪声源控制噪声源控制是噪声控制的关键。
通过优化设计和改进工艺，可以减少噪声源的产生。
例如，减少摩擦、合理选择材料、改进工艺等都可以降低噪声的产生。
2.2 声波传播路径控制除了控制噪声源之外，还可以通过控制声波传播路径来减少噪声。
例如，在机械系统中增加隔声装置、采用吸声材料等都可以降低噪声的传播。
2.3 人员防护措施除了对机械系统进行噪声控制，还需要针对人员采取相应的防护措施。
例如，在噪声环境中使用耳塞、耳机等防护装置可以保护人们的听力。
3. 振动和噪声控制的综合考虑在机械设计中，振动和噪声的控制往往是相互关联的。
因此，在设计过程中需要综合考虑振动和噪声的控制。
例如，通过选择合适的结构设计和材料，可以同时降低振动和噪声。
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。
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振动和噪声是机械系统中经常出现的问题，对于机械设计师来说，控制和减少振动与噪声是十分重要的。
本文将从振动与噪声的原因分析、振动与噪声控制的方法以及振动与噪声控制的重要性等方面进行探讨。
一、振动与噪声的原因分析在机械系统中，振动和噪声的产生往往与以下几个方面有关：1. 机械结构的不平衡：机械结构的不平衡是引起振动和噪声的常见原因之一。
当机械系统存在不平衡时，会使得旋转部件在运转过程中受到不平衡力矩的作用，从而引起振动。
2. 动力源的激励：动力源的激励也是导致振动和噪声产生的重要原因。
例如发动机的运转、电机的工作等，都会引起机械系统的振动。
3. 摩擦和碰撞：摩擦和碰撞也是振动和噪声产生的原因之一。
在机械系统中，摩擦和碰撞会导致能量损失和振动能量的释放，从而引起振动和噪声。
4. 结构的松动和磨损：机械系统结构的松动和磨损也会导致振动和噪声的产生。
当机械系统的零部件松动或者磨损时，会使得机械系统在运行过程中产生不稳定振动，从而引起噪声。
二、振动与噪声控制的方法为了控制和减少振动与噪声，在机械设计中可以采取以下几种方法：1. 结构优化设计：通过对机械结构进行优化设计，使得机械结构具有较好的刚度和减振性能，从而减少振动与噪声的产生。
例如在设计机械结构时可以合理选择材料、增加结构刚度等。
2. 减振措施：在机械系统中设置减振措施也是减少振动与噪声的有效方法之一。
例如可以采用减振器、减振垫等装置来降低机械系统的振动。
3. 噪声隔离：通过采用噪声隔离措施，将产生噪声的部件与敏感部件之间隔离开，从而达到减少噪声传递的目的。
例如在机械系统中可以采用隔音罩、振动吸收材料等来达到噪声的隔离效果。
4. 控制电源噪声：对于存在电源噪声的机械系统，可以通过控制电源噪声的方法来减少振动与噪声的产生。
例如采用滤波器、绝缘处理等方法来降低电源噪声。
三、振动与噪声控制的重要性振动和噪声控制在机械设计中具有重要的意义，主要体现在以下几个方面：1. 保证机械设备的正常运行：振动和噪声如果得不到有效的控制，会对机械设备的正常运行产生影响，甚至会造成设备的损坏。
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在机械设计中，机械振动与噪声控制是一个重要的方面。
振动和噪声对机械设备的性能、可靠性和工作环境都有着深远的影响。
因此，在机械设计过程中，合理地控制和减小机械振动与噪声是非常关键的。
本文将从机械振动与噪声的产生机理、评价与控制的方法以及工程实践等方面进行探讨。
一、机械振动与噪声的产生机理机械振动与噪声的产生主要是由于各种力的作用下，机械系统的振动引起的。
机械振动产生的原因可以归纳为以下几点：激励力、振动系统本身的固有特性和失衡。
1. 激励力：激励力是机械振动产生的主要原因之一。
外界的激励力会导致机械系统的振动，如传输系统的冲击、磨擦力以及流体力学效应等。
2. 振动系统本身的固有特性：机械系统在振动中存在固有频率，当外力的频率接近或等于固有频率时，就会出现共振现象。
共振会导致机械系统产生过大的振动。
3. 失衡：机械系统中的零部件失衡也是机械振动与噪声的常见原因之一。
零部件的失衡会导致机械系统在旋转运动中产生不均衡的离心力，从而引起系统的振动和噪声。
二、机械振动与噪声的评价与控制方法为了评价和控制机械振动与噪声，需要采用适当的分析方法和技术手段。
以下将介绍常用的评价与控制方法。
1. 振动测量与分析：通过振动传感器等设备对机械系统的振动进行准确测量和分析。
这可以帮助工程师了解系统的动态特性、固有频率以及振动模态等信息，为进一步的控制提供依据。
2. 噪声测试与分析：通过噪声传感器等设备对机械系统产生的噪声进行测试和分析。
这可以帮助工程师准确评估系统的噪声水平，找出噪声源并采取相应的措施进行控制。
3. 结构优化设计：通过优化设计机械系统的结构和减振措施，减小机械系统的振动和噪声水平。
例如，在设计阶段考虑材料的选用、机械结构的刚度和阻尼、减振措施的引入等。
4. 振动与噪声控制技术：包括主动振动控制技术、被动振动控制技术和减噪声技术等。
主动振动控制技术通过引入控制力来抑制振动，被动振动控制技术通过加装减振器等装置来消除振动，减噪声技术通过采用隔声材料等手段来减少噪声。
机械工程中的振动与噪声控制方法
机械工程中的振动与噪声控制方法振动与噪声是机械工程中常见的问题，它们不仅会影响机械设备的正常运行，还会给人们的生活和工作带来困扰。
为了解决这一问题，工程师们提出了各种各样的振动与噪声控制方法。
一、振动控制方法振动是机械设备运行时产生的一种周期性的机械波动。
它会引起机械设备的磨损、松动、疲劳等问题，甚至导致设备的故障和损坏。
因此，振动控制是机械工程中非常重要的一项任务。
1. 质量平衡法质量平衡法是一种常用的振动控制方法，它通过在旋转部件上增加适当的质量，使得旋转部件在高速运转时能够保持平衡。
这样可以有效地降低机械设备的振动水平，提高设备的稳定性和可靠性。
2. 结构优化法结构优化法是一种通过改变机械设备的结构参数来降低振动水平的方法。
工程师们可以通过优化机械设备的结构，改变材料的选择、减小零件的质量、调整零件的刚度等，从而降低机械设备的振动水平。
3. 主动振动控制技术主动振动控制技术是一种通过主动干预振动系统，改变振动系统的振动特性，从而实现振动控制的方法。
它主要包括主动质量平衡、主动阻尼、主动刚度等技术。
通过主动振动控制技术，可以有效地降低机械设备的振动水平，提高设备的性能和可靠性。
二、噪声控制方法噪声是机械设备运行时产生的一种非周期性的声波。
它会给人们的生活和工作带来很大的困扰，降低人们的工作效率和生活质量。
因此，噪声控制也是机械工程中非常重要的一项任务。
1. 隔声材料的应用隔声材料是一种能够吸收和反射声波的材料，它可以有效地降低噪声的传播和扩散。
在机械设备中，可以通过在设备的外壳和内部空腔中使用隔声材料，来降低噪声的产生和传播。
2. 噪声源的隔离噪声源的隔离是一种通过改变机械设备的结构和布置方式，将噪声源与周围环境隔离开来，从而降低噪声传播的方法。
例如，可以通过在机械设备周围设置隔音墙、隔音门等措施，将噪声源与周围环境隔离开来，减少噪声的传播。
3. 声波消除技术声波消除技术是一种通过产生与噪声相反的声波，将噪声相消，从而降低噪声水平的方法。
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是指机械系统在运行或受力作用下发生的周期性运动。
振动在机械系统中是普遍存在的，但当振动达到一定程度时，就会产生噪声，对人们的工作和生活环境造成不良影响。
因此，控制机械振动并减少噪声的技术显得尤为重要。
一、机械振动控制技术机械振动控制技术是通过降低机械系统的振动幅值或改变振动频率来减少振动的影响。
主要的振动控制技术包括：1. 结构控制技术：通过改变机械系统的结构设计，如增加刚度、减小质量等方式，降低系统的振动响应。
这种技术主要适用于新设计的机械系统。
2. 惯性质量控制技术：通过增加附加质量来改变机械系统的固有频率，从而减小振动的幅值。
例如，在旋转机械上增加平衡块可以降低振动。
3. 能量吸收与分散技术：通过在机械系统中引入吸能材料或装置，将振动能量转化为其他形式的能量耗散，从而减小振动的幅值。
4. 振动绝缘技术：通过采用隔振支座、减振器等装置来降低振动的传递，使其不会影响到周围环境。
二、噪声控制技术机械噪声是机械振动传递到空气中产生的声音。
噪声控制技术主要包括以下几种：1. 声音吸收技术：通过在噪声源附近设置吸音材料，吸收传播的声能，减少噪声的反射与传播，从而达到降低噪声的目的。
2. 声音屏蔽技术：利用隔离材料或结构，在噪声源和接受噪声的区域之间建立屏障，阻隔噪声的传播路径，减少噪声的影响。
3. 声学绝缘技术：通过使用隔声材料或空腔结构，改变声波传播的路径，减少声波的传递，降低噪声幅值。
4. 噪声降低技术：在噪声源或传播路径上采用改善装置，如减震装置、隔音罩等，降低噪声的产生和传递。
三、机械振动与噪声控制技术的应用机械振动与噪声控制技术广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车、轨道交通、电力设备等。
以下以汽车为例，介绍其应用实践：汽车是一个典型的机械振动和噪声源。
为了降低车辆振动和噪声的影响，汽车制造商采取了一系列措施。
首先，通过合理的车身设计和结构改善，提高车辆的刚度和降低质量分布的不均匀性，减小车辆的振动响应。
机械振动与噪声控制的基本原理
机械振动与噪声控制的基本原理机械振动是指机械系统在运动或工作过程中产生的胀缩、摆动、旋转等不稳定的运动状态。
而噪声则是由于机械振动引起的空气或其他介质中的压力变化而产生的声音。
在现代工程领域，机械振动和噪声控制已经成为了一个重要的研究方向。
本文将详细介绍机械振动与噪声控制的基本原理。
一、机械振动的基本原理机械振动的基本原理可以归结为两个方面：自由振动和强迫振动。
1. 自由振动自由振动是指机械系统在受到外部作用力后不受干扰地自行振动的状态。
在自由振动中，机械系统的振幅和频率将随时间的推移而逐渐减小，直到完全停止。
自由振动的频率与系统的刚度和质量有关，可以通过简谐振动的公式来计算。
2. 强迫振动强迫振动是指机械系统在受到外部作用力的影响下，以与外力作用频率相同或相近的频率进行振动的状态。
强迫振动的特点是振动幅度与外力的频率和振幅有关。
当外力频率等于系统的固有频率时，系统将发生共振现象，振幅将会急剧增大，导致机械系统的破坏。
二、噪声的基本原理噪声是由于机械振动引起的压力变化而产生的声音。
噪声的频率和振幅可以通过频谱分析得到。
噪声的主要特点包括声压级、频率谱和声音质量。
1. 声压级声压级是衡量声音强弱的指标，通常以分贝（dB）为单位表示。
声压级的计算公式为Lp=20log10(P/P0)，其中P表示声压，P0表示参考声压。
2. 频率谱频率谱是噪声信号在不同频率上的分布情况。
通过频谱分析可以得到噪声信号在不同频率上的能量分布情况，从而确定噪声的主要频率成分。
3. 声音质量声音质量是指声音在听觉上给人以不同感受的特性。
常见的声音质量包括音调、响度、音色等。
三、机械振动与噪声控制的方法为了控制机械振动和噪声，主要有以下几种方法：1. 增加结构的刚度增加结构的刚度可以减小机械系统的振幅，从而降低振动和噪声的产生。
2. 减小质量减小质量可以降低机械系统的惯性，从而减小振动和噪声的幅度。
3. 减小激励力通过减小激励力可以降低机械系统的振动幅度和噪声水平。
机械工程中的振动与噪声控制研究
机械工程中的振动与噪声控制研究引言机械系统的振动与噪声是一个在振动工程学中至关重要的研究领域。
振动与噪声对机械系统的性能和可靠性产生重大影响，而振动与噪声控制的研究成果可以优化机械系统设计、提高产品质量和减少对环境的影响。
本文将深入探讨机械工程中的振动与噪声控制研究，并介绍其中的关键技术和应用。
一、振动与噪声的来源和影响1.1 振动的来源机械系统的振动主要来自于以下几个方面：不平衡、不对称和受力不均匀引起的动力振动；运动零件的间隙和接触表面引起的结构振动；外部激励引起的冲击振动等。
这些振动源使机械系统产生频率、幅值和相位的变化，进而引发噪声问题。
1.2 噪声的影响机械系统的噪声不仅会影响人们的工作和生活环境，还会对人体健康产生潜在的危害。
长时间暴露在高噪声环境下容易导致听力损伤、心理疾病、血压升高等健康问题。
同时，噪声还给环境带来负面影响，破坏生态平衡和景观环境。
二、机械振动与噪声控制的原理2.1 振动控制原理振动控制的主要目标是减少振动幅值或改变振动特性，以提高机械系统的性能。
振动控制的原理可以归纳为两个方面：压制振动源和控制振动传递路径。
其中，对源头振动进行减震、减振和减噪是主要手段之一；减少振动能量传递途径，通过使用隔振和吸振装置来控制振动的传递路径。
2.2 噪声控制原理噪声的控制主要有两种方法：减少噪声源的产生和限制噪声的传播。
减少噪声源产生的方法包括减振、隔振、包覆和阻尼等技术。
限制噪声传播的方法包括隔声、吸声、反射和折射等技术。
综合运用这些技术可以降低机械系统的噪声水平，提高环境和人体的舒适度。
三、振动与噪声控制技术的应用3.1 振动控制技术的应用在机械设计和制造领域，振动控制技术被广泛应用于各个层面。
例如，在发动机和电机的设计中，通过改变材料和结构，采用减振装置、动平衡技术和动态刚度控制等手段，可以有效控制振动产生和传递。
在航空航天领域，减振控制技术被用于控制飞机结构的振动，提高飞行性能和乘客舒适度。
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。
机械系统的振动与噪声控制
机械系统的振动与噪声控制机械系统的振动与噪声控制是一个重要的工程问题，涉及到许多领域，包括制造业、建筑业、交通运输等等。
振动和噪声不仅会给人们的生活带来困扰，还可能对设备的寿命和性能产生不利影响。
因此，对机械系统的振动与噪声进行控制是非常必要的。
一、振动控制振动控制是指通过采取有效措施降低机械系统的振动幅度，以减少对周围环境和人体的干扰。
机械系统的振动控制可以从以下几个方面入手：1. 结构设计优化：在机械系统的设计阶段，可以通过优化结构的刚度和质量分布，来降低振动的产生和传播。
对于大型机械设备，结构设计的合理性对振动控制起着决定性的作用。
2. 振动吸收和隔振：在机械系统中加入振动吸收器或减振器，可以将机械系统的振动能量转化为其他形式的能量，从而减少振动传递。
同时，采用隔振措施，如弹性座椅、弹簧隔振器等，可以减少机械系统振动对周围环境和人体的干扰。
3. 主动振动控制：利用主动控制技术，通过传感器和执行器对振动进行监测和控制。
主动振动控制可以根据振动特性实时调整控制参数，以最大程度地减小振动幅度和频率，达到振动控制的目的。
二、噪声控制噪声控制是指通过采取有效措施降低机械系统产生的噪声水平，以改善人们的生活和工作环境。
噪声控制的方法和技术可以从以下几个方面着手：1. 噪声源的控制：对于机械系统中的噪声源，可以采取隔声措施，如隔音罩、隔音材料等，将噪声源包围起来，减少噪声向周围环境的传播。
此外，还可以通过改变噪声源的工作方式或结构设计，降低其产生的噪声水平。
2. 噪声传播的控制：采用隔声材料来减少噪声在机械系统内部的传播，如在管道、管道接口等部位使用隔声材料。
此外，合理设计通风系统，优化声学环境，也可以有效降低噪声的传播。
3. 噪声的吸收和消除：在机械系统中加入吸音材料，如泡沫塑料、纤维毡等，可以有效吸收噪声，并将其转化为热能或其他无害形式的能量。
此外，使用降噪设备，如噪声消除器、噪声屏障等，也可以对噪声进行有效控制。
机械设计中的机械噪声与振动控制
机械设计中的机械噪声与振动控制机械噪声与振动是机械设计中一个重要的问题，对于机械设备的正常运行和人们的健康都有很大的影响。
本文将介绍机械噪声与振动的原因以及常见的振动控制方法。
一、机械噪声的原因机械噪声源于机械设备运行时的振动，主要有以下几个原因：1. 不平衡：机械设备在运转中，由于质量分布不均匀或装配不当等原因，会导致不平衡，从而引起振动和噪声。
2. 摩擦：机械设备的工作部件之间存在相对摩擦，摩擦力会引起机械的振动和噪声。
3. 冲击：机械设备在运行中产生的冲击力会引起振动和噪声，如传动系统中的齿轮啮合冲击。
二、机械振动的原因机械设备的振动主要有自由振动和受迫振动两种情况。
自由振动是指机械设备在没有外力作用下自发产生的振动，如悬挂在弹簧上的物体自由振动。
受迫振动是指机械设备受到外力作用而引起的振动，如电机的震动。
机械设备的振动会对其性能和寿命产生不利影响，例如降低设备的运行效率、导致部件松动和磨损等。
为了保证机械设备的正常运行和减少振动对人体造成的伤害，需要通过振动控制手段进行改善。
三、机械噪声与振动控制方法1. 设计控制：在机械设备设计阶段，通过合理的结构设计和材料选用，减少振动和噪声的产生。
例如增加机械的刚度，降低共振频率，提高设备的安装质量等。
2. 隔离措施：通过采用隔离垫、隔振弹簧等减振材料，将机械设备与基础或者支撑结构进行隔离，减小振动传递。
3. 减振器件：在机械设备上安装减振器件，如减振垫片、减振螺栓等，可以减小机械设备的振动幅度，降低噪声水平。
4. 声学控制：通过采用吸声材料、隔音板等手段，减少机械设备产生的噪声传播到周围环境中，保护工作环境和人们的听力健康。
5. 维护与检修：定期对机械设备进行维护和检修，及时修复松动和磨损的部件，以减小振动和噪声。
综上所述，机械噪声与振动控制在机械设计中具有重要的意义。
通过合理的设计和控制措施，可以降低机械设备的振动和噪声，提高设备的性能和使用寿命，同时也保护了工作环境和人们的身体健康。
机械设计基础振动与噪声控制
机械设计基础振动与噪声控制振动和噪声是机械系统中常见的问题，对机械设备的正常运行和使用者的舒适性产生重要影响。
因此，在机械设计中，合理地进行振动与噪声控制是至关重要的。
本文将介绍机械设计中振动与噪声控制的基本原理，以及一些常用的控制方法。
一、振动与噪声控制的基本原理振动与噪声的产生是由于机械系统在运行过程中产生周期性的力或扭矩，并通过结构传递到机械设备的各个部件上。
这些周期性的力或扭矩会引起系统的振动，从而产生噪声。
因此，要控制振动与噪声，需要从以下两个方面入手：1.结构优化：通过改善机械设备的结构设计，减少系统的共振频率，扩宽共振频带，降低共振幅值，从而减小振动与噪声的产生。
在结构设计中，可以采用优化材料、合理布局、增加刚度等方法来实现结构的优化，从而达到振动与噪声控制的效果。
2.降噪处理：对于已经产生的振动与噪声，可以通过降噪处理的方式来进行控制。
常用的降噪处理方法包括：隔离措施、吸声材料的应用、噪声源的隔音等。
通过这些方法，可以有效地减小噪声的传递和辐射，从而实现振动与噪声的控制。
二、常用的振动与噪声控制方法在机械设计中，常用的振动与噪声控制方法包括主动控制、被动控制和半主动控制三种。
1.主动控制：主动控制是指通过外部能量源对振动与噪声进行控制。
常见的主动控制方法包括振动源的消除、控制力的反向激励等。
主动控制能够有效地降低振动与噪声，但其设计和实施的难度较大，成本较高。
2.被动控制：被动控制是指通过结构的刚度、阻尼等特性来降低振动与噪声。
常见的被动控制方法包括添加阻尼材料、改变结构刚度等。
被动控制方法相对简单且成本较低，但对于一些高频振动与噪声的控制效果较差。
3.半主动控制：半主动控制是指通过在结构中引入可调节的元件，根据系统的振动情况动态调整控制参数，从而实现振动与噪声的控制。
半主动控制方法综合了主动控制和被动控制的优点，能够在一定程度上提高系统的控制效果。
三、案例分析：振动与噪声控制在机械设计中的应用以某机械设备为例，该设备在运行时产生较大的振动与噪声，影响了设备的使用效果和使用者的舒适度。
机械振动与噪声控制
机械振动与噪声控制导言：在工业化和城市化进程中，机械振动和噪声控制是一个日益重要的问题。
机械振动不仅会导致物体的磨损和损坏，还会给人们的生活和工作环境带来不适和危害。
因此，研究和控制机械振动与噪声对于保障人们的健康和提高生活质量至关重要。
一、机械振动的成因机械振动可以来源于多个因素，包括内部力的失衡、不良的设计、材料的疲劳和外部作用力等。
这些因素会导致机械系统的振动频率增加，振幅变大，从而引发噪声问题。
二、机械振动的危害1. 设备磨损和损坏：机械振动会给机械设备带来额外的负荷，导致零部件的磨损和损坏，降低设备的寿命。
2. 能源浪费：机械振动消耗了大量的能量，造成了能源的浪费，增加了能源成本。
3. 生产效率下降：机械振动会干扰生产过程，降低生产效率，增加了生产成本。
4. 健康问题：过高的噪声水平会对人体健康造成危害，包括听力损伤、睡眠障碍和心理不适等。
三、噪声控制的方法为了控制机械振动所产生的噪声，可以采取以下几种方法：1. 合理设计：在机械系统的设计阶段，可以优化设计，提高机械的结构刚度和稳定性，减少机械振动和噪声的产生。
2. 动态平衡：对于存在不平衡的转子或者其他部件，可以采取动态平衡的方法，通过增加或减少质量来消除振动。
3. 减振装置：通过增加减振器等装置来吸收机械振动的能量，减少振动和噪声的传播。
4. 隔振措施：在机械设备与周围环境之间增加隔音材料和隔振装置，减少振动和噪声的传递路径。
5. 控制源头：对于机械系统的工作参数进行调整，减小振动的源头，从根本上控制噪声。
四、振动与噪声控制的实际应用振动与噪声控制在各个行业都有重要的应用，例如：1. 汽车行业：通过优化汽车的发动机和车身结构，减少车辆振动和噪声。
2. 铁路行业：在高速铁路和地铁车辆中，采用减振装置和隔振措施，降低列车振动和噪声。
3. 建筑行业：在建筑物中使用隔音材料和隔振装置，减少外界噪声对室内的影响。
4. 工业生产：在工厂生产线上设置减振装置和隔音设备，降低机械振动和噪声对工人的影响。
机械振动与噪声控制
机械振动与噪声控制在机械系统中，振动和噪声是普遍存在的问题。
振动不仅会引起机械部件的磨损，还可能导致系统失效；而噪声不仅会对人体健康造成不良影响，还会干扰人们的正常工作和生活。
因此，控制机械振动和噪声成为了研究和工程实践中的重要课题。
本文将介绍机械振动与噪声的控制方法和技术。
1. 振动控制方法1.1 被动控制方法被动控制方法是指通过改变结构和材料的特性来减小振动。
常见的被动控制方法包括使用减振器和隔振器。
减振器是通过改变系统的刚度和阻尼来抑制振动的传播，常见的减振器包括液体阻尼器、弹簧减振器等；隔振器是将机械系统与外界隔离开来，减小振动的传递。
例如，悬挂系统、弹性支座等都属于隔振器的一种。
1.2 主动控制方法主动控制方法是指通过直接对机械系统施加控制力或控制力矩来减小振动。
主动控制方法一般需要使用传感器对系统的振动进行实时监测，并根据监测结果进行反馈控制。
通过对系统施加反向的控制力或控制力矩，可以有效地抑制振动。
常见的主动控制方法包括主动质量阻尼器、主动刚度调节器等。
2. 噪声控制方法2.1 声源控制方法声源控制方法是指通过改变机械系统中产生噪声的源头来减小噪声的发生。
常见的声源控制方法包括降低机械设备的运行速度、改善机械设备的结构设计、改变机械设备的工作方式等。
此外，也可以采用降噪材料对噪声源进行包覆，减少噪声的传播。
2.2 噪声传播控制方法噪声传播控制方法是指通过改变机械系统中声波传播路径和媒介来减小噪声的传播。
常见的噪声传播控制方法包括使用隔声材料对声波进行吸收和反射、增加隔声结构以减少噪声传播等。
3. 振动与噪声控制技术3.1 振动监测与诊断技术振动监测与诊断技术是指通过对机械系统振动信号的实时监测和分析，可以及时发现振动故障，并采取相应的措施进行修复。
常见的振动监测与诊断技术包括加速度传感器、振动分析仪、频谱分析等。
3.2 噪声监测与评估技术噪声监测与评估技术是指通过对环境中噪声信号的实时监测和分析，可以评估噪声对人体健康和环境的影响，并制定相应的噪声控制措施。
机械工程中的机械振动与噪声控制技术
机械工程中的机械振动与噪声控制技术引言：在机械工程领域中，机械振动和噪声是常见的问题。
振动和噪声不仅会对机械设备的正常运行产生负面影响，还可能对工人的身体健康造成损害。
因此，研究和掌握机械振动与噪声控制技术是机械工程师的重要任务之一。
本文将介绍机械振动与噪声的基本概念，并探讨一些常见的振动和噪声控制方法。
一、机械振动的基本概念机械振动是指机械设备在运行过程中由于自身结构或外界因素引起的周期性或非周期性的振动。
振动分为自由振动和受迫振动两种类型。
自由振动是指当机械系统受到外界扰动后，振动能量将在系统中自由衰减的过程。
而受迫振动是指机械系统在受到周期性外力作用下的振动。
振动频率是振动的基本性质之一，通常用赫兹（Hz）来表示。
振幅是指物体在振动过程中离开平衡位置的最大位移，可以用米（m）或者毫米（mm）来表示。
振动还有相位和周期等概念。
二、机械噪声的基本概念机械噪声是指机械设备在工作过程中产生的声音。
噪声通常由机械振动通过空气传播而来。
噪声的强度可以用分贝（dB）表示，分贝是一种相对单位，表示声音的强度与人耳可以感知的最小声音强度之间的比值。
机械噪声对人的身体和心理健康都会产生负面影响。
长时间暴露在高强度噪声环境中会引发听力损害，甚至导致心血管疾病。
因此，控制机械噪声对于保护工人的健康至关重要。
三、机械振动与噪声控制方法1. 结构改进：通过对机械设备的设计和改造，降低振动和噪声的产生。
例如，在机械结构中添加阻尼材料，可以吸收振动能量，降低振动幅度和噪声强度。
另外，采用合适的结构材料和制造工艺，可以减少共振现象的发生，从而降低振动和噪声。
2. 振动隔离：通过采用隔振措施，减少振动能量传递。
常见的隔振方法包括弹性隔振、液体隔振和空气隔振等。
例如，利用悬挂系统将机械设备与基础隔离开来，可以有效减少振动的传递。
3. 声波吸收和隔离：通过使用声波吸音材料和隔音屏障等方法，减少噪声的传播。
例如，在机械设备周围安装吸音材料，可以吸收噪声能量，降低噪声的强度。
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A S
（1）多孔吸声材料
• 吸声材料是指能够把入射在其上的声能 大量吸收的材料。 • 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，并深人到材料内 层，声波容易顺利地透入．当声波进人 材料孔隙时，引起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。
c0 f0 2
2 0 m Dw
• 入射波频率低于共振频率时双层壁的隔声量：
m 2 TL 10 log10[1 ( ) ] 0 c0
• 入射波频率高于共振频率时双层壁的隔声量：
m 4 2 TL 10 log10[( ) (2kDw ) ] 0c0
• 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。
多孔吸声材料的吸声特性随声的频率的变化 而变化，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起到提高中、 低频吸声效果的作用。
（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。
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 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。
pA j (t kr ) ck p( r , t ) e Qe j (t kr ) r 4r
Q=sua=4pa2ua 称为声源强度。
2) 偶极子声源
p A j (t kr1 ) p A j (t kr2 ) p e e r1 r2
当两个点声源相距很近：
偶极子声源
• 声功率级
LW 10 log10 W (dB) Wref
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 LW 10 log10 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。
•
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：
• 声强级
LI 10 log10 I I ref (dB)
参考声强Iref取为10-12W/m2
p2 ( ) 2 pref I p2 400 c LI 10 log10 10 log10 10 log10 2 10 log10 L p 10 log10 I ref I ref pref cI ref c
fr
2
M D / 3c( D / c)
1
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
It Ii
隔声量
Ii pi TL 10log10 10log10 20log10 It pt 1
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
p p d 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，
p A j (t kr ) kl cos p e (2 j sin ) r 2
3) 线声源
wc p (2 1 ) 2h
2
线声源
4)无限大障板上圆形活塞
ua a 2 2 J1 (ka sin ) j (t kr ) p j [ ]e 2r ka sin
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
pe2 I 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
pe2 p Lp 10 log10 2 20 log10 e (dB) pref pref
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
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
p1 pin e j (t k1x) pree j (t k1x)
在媒质1中的质点速度根据
u1 p1 ui ur 1c1
p cu
在媒质2中的声压值
p2 pt ptr e j (t k2x )
1)单层壁的隔声
• 隔声的“质量定律”
m TL 20log10 1c1
若声波以角度入射到壁面上而其它条件不变，则隔声量为
cos 2 2 TL 10 log10 1 2 c 0 0
• 若声波无规入射到壁面上，则隔声量为
pt 2 2c2 p pi 2c2 1c1
吸声系数
1 rp
2
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
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
c0 f L 1.85 D
c0是声速，D为消声器的当量直径。
• 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 2 TL 10 log10 10 log10 [1 ( ) sin 2 kl ] 4
第三章
3.1 噪声源识别
噪声控制
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。
（3）消声器
• 阻性消声器
：
LA 1.03
1.4
L l S
吸声材料的平均吸声系数；L是消声器断面周长；S消声器
截面有效面积；l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fL
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
p Z 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 值 1 T I p (t )u (t ) d dt T 0
（2）共振吸声结构 • 薄膜共振吸声结构
c f0 2
s D
• 穿孔板吸声结构
c f 2 B DL