内燃机噪声振动与控制PPT课件

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几种典型声源的辐射特性
声源类型 辐射特性 点声源 线声源 无指向性 有一定的指向性 声压空 间分布 均匀 辐射效率 高
声偶极子 有很强的方向性
平面声源 复杂的指向性分 布
不均匀
低
（一）响度、等响曲线和响度级
声频 声压
次声…20Hz
～
20kHz…超声
可听范围
（可听阈）2×10-5Pa～20Pa （痛阈）
2) 声强和声强级 a.声强：在声传播方向上单位时间内垂直 通过单位面积的声能量，称为声音的强度 ，简称为声强，单位是 w m 2 b.声强级：该声音的声强与参考声强的比值 取以10为底的对数再乘10,单位,分贝(dB)
I LI 10lg I0
I LI 10lg I0
I 10W m 0
2
12
内燃机的噪声有？
2.声的特性参数 (1)频率和周期 频率( f ) ：每秒钟振动的次数，以Hz为单位
噪声控制范围：63-16000Hz
周期( T ) ：完成一次振动所需要的时间
1 T f
(2) 波长和声速 波长( ) ：声波在一个周期内传播的距离 声速( c ) ：声波在媒质中传播的速度 15°时空气中声速：340m/s 波长( )、声速( c ) 和频率( f ) 的关系：
人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感觉，
即对于相同声压级但频率不同的声音，人耳听起来是 不一样响的。 描述声音大小的主观感觉量
响度
N
描述声音大小的主观感觉量，“宋”(sone) 定义：1000Ｈz纯音声压级为40dB时的响度为
人耳感觉听阈到痛阈的范围是: 2×10-5 ~ 20 Pa
c. 声压级:该声音的声压与参考声压的 比值取以10为底的对数再乘20，单位 ：dB
p Lp 20lg p0
p 2 10 p 0 a
ຫໍສະໝຸດ Baidu
5
用声压级表示人耳听阈与痛阈范围是:0 ~120 dB
人耳对频率为 1kHz 声 音的可听闻为 0dB ； 微风轻轻吹动树叶的声 音约 14dB ； 在房间中高声谈话声 ( 相距 1m 处 ) 约 68dB ～ 74dB ； 交响乐队演奏声 ( 相距 5m 处 ) 约 64dB ； 飞机强力发动机的声音 ( 相距 5m 处 ) 约 140 dB ； 一声音比另一声音声压 大一倍时大 6dB ； 人耳对声音强弱的分辨 能力约为 0.5dB 。
2
考核方法 考核方法：采用考勤、平时考核和期末测验结 合的方法进行。 期末考试采用闭卷方式，期末考试成绩与平时 成绩在总成绩中的比重为7:3。
1 1.1 1.2
内燃机噪声与控制 噪声的产生和传播特性 噪声对人体的影响及噪声控制的一般原则
声音的产生
声音是由物体的振动所 造成的，经由弹性介质 (Elastic Medium)以声 波(Sound Wave)的方式 将能量传送出去。
线声源
pp A
2 c o s ( t k r ) k r
1.噪声和噪声的评价 1. 噪声
噪声 人们不需要的声 音。 环境噪声 在工业生产、建筑施 工、交通运输和社会 生活中所产生的、干 扰周围生活、环境的 声音。 噪声污染 所产生的环境噪声超 过国家规定的环境噪 声排放标准，并干扰 他人正常生活、工作 和学习的现象。
对于纯音，平均值为0
c.有效声压：在一定时间间隔中将瞬时 声压对时间求均方根值即得有效声压
1 T 2 p p (t)dt rm s T 0
用电子仪表测量得到的通常是有效声压, 人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压.
日常生活中声音的声压数据 (Pa)
声音种类 正常人耳能 听到最弱声 普通说话声 （1m远处） 公共汽车内 声压 2×10-5 2×10-2 0.2 声音种类 织布车间 柴油发动机、球 磨机 喷气飞机起飞 声压 2 20 200
类型
平面声波
波阵面
声线
声源类型
平面声源
相关方程
垂直于传播 相互平行 方向的平面 的直线 以任何值为 由点声源发 半径的球面 出的半径线
() t A s i n ( t )
p prt o s ( t k r ) , Ac r
球面声波
点声源
柱面声波
同轴圆柱面
线声源发出 的半径线
(4) 声源的辐射特性
• 声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向上 的声压分布并不一定相同，这种随方向分布的不 均匀性，称为声源的指向性。 • 指向性因子：在离声源中心不同距离处，测量球 面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强， 将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向 性因数：
I Q I
内燃机噪声振 动与控制 内燃机噪声振动与控制
实验及参考书目
教材：《内燃机噪声振动与控制》（机械工业出版社，吴炎庭编）
参考书：《噪声与振动控制技术基础》（科学出版社，盛美萍等主编）
《振动力学》（西安交通大学出版社，倪振华主编） 《模态分析理论与实践》（北京理工大学出版社，(比利时)海伦 编，白化同等译） 其他参考资料：期刊《振动工程学报》、《振动与冲击》等及网络资源 中国振动联盟 http://www.chinavib.com等 实验：内燃机振动噪声实验或模态分析测试
a.声功率: 声源在单位时间内辐射的总能量，单位：瓦。
意义： 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理 量；声功率可用于鉴定各种声源。
b.声功率与声强的关系
W I S
球面辐射时： I W 2
4r
波阵面面积
c.声功率级
W L lg W 10 W 0
W 10 W 0
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声功率级单位：分贝。
声压级和声强级的关系：
P2 I c
2 c P c P 0 0 L 10 lg 20 lg 10 lg I 2 P c P c 0 00 0
c 0 0 L L 10 lg I p c
3) 声功率和声功率级
c f
(3) 声波的物理度量 1) 声压及其瞬时值、平均值和有效值
2) 声强与声强级 3) 声功率与声功率级
1) 声压与声压级
静态压强
p ( P P ) 0
a.瞬时声压：某一瞬间的声压。
p ( t ) p c o s ( t ) m
b.平均声压
1 T p pt ( )dt a v T 0