物理性污染控制第三章振动污染及其控制
第三章振动污染与控制..
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接触强烈的全身振动可能导致…
内脏器官的损伤或位移，周围神经和血管功能的改 变，可造成各种类型的、组织的、生物化学的改变， 导致组织营养不良，如足部疼痛、下肢疲劳、足背 脉搏动减弱、皮肤温度降低；一般人可发生性机能 下降、气体代谢增加。振动加速度还可使人出现前 庭功能障碍，导致内耳调节平衡功能失调，出现脸 色苍白、恶心、呕吐、出冷汗、头疼头晕、呼吸浅 表、心率和血压降低等症状。 晕车、晕船即属全身振动性疾病。
3
振动和波
从平衡位置发生的振动，在介质中传播的过程 叫做“波”或“波动”。波动是能量传递的一 种形式。 机械波以实物（固体、液体或气体等）为传播 媒质。因此波是一种机械运动的形式。 形成波必须有两个条件：振源及弹性媒质。只 有在弹性媒质中，某个质点的振动才能带动与 其相邻的质点运动。
4
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（二）振动的评价标准
振动给予人的影响，按受到振动的强度和暴 露时间大致有四种情况：①“感觉阈”，人 体刚能感受到振动的信息；②“不舒适阈”, 人体产生不舒适反应;③“疲劳阈”，人体产 生生理性反应；④“极限阈”（或“危险 阈”），超过它人体会产生病理性损伤 。在 生理学中，振动强度习惯以g来表示加速度。
全身振动还可造成腰椎损伤等运动系统影响。
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局部振动/手传振动
局部接触强烈振动主要是以手接触振动工具的 方式为主的，由于工作状态的不同，振动可传 给一侧或双侧手臂，有时可传到肩部。 长期持续使用振动工具能引起末梢循环、末神 经和骨关节肌肉运动系统的障碍，严重时可患 局部振动病。
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局部振动病
（二）振动污染
振动超过一定的界限，对人体的健康 和设施产生损害，对人的生活和工作 环境形成干扰，或使机器、设备不能 正常工作。
物理性污染控制工程大纲
《污染物控制工程I---物理性污染控制工程》课程教学大纲课程编号：0213207课程名称：污染物控制工程I---物理性污染控制工程总学分：2 总学负荷：56自主学习：28课内总学时数：28课内实验/实践/上机学时：0先修课及后续课先修课：《大学英语I、II》、《大学物理》、《环境化学基础I、II、III、IV》、《工程基础I、II、III、IV、V、VI》、《环境生物基础I、II、III》、《环境分析与评价I》、后续课：《污染物控制工程II》、《环境分析与评价II》、《污染物控制工程课程设计》等一、说明部分1．课程性质污染物控制工程I是高等学校环境工程专业的一门重要专业课，而物理性污染与控制工程是污染物控制工程I中重要组成部分。
通过该课程的学习，使该专业学生掌握物理性控制工程专业知识，具备环境工程中物理性污染控制工程工作能力。
2．教学目标及意义课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握物理性污染的基础理论知识和基本控制原理与技术，掌握噪声、振动、电磁辐射、放射性、热、光等物理因素的基础知识、污染特性、评价方法及标准；培养学生具有解决城市噪声与振动、城市噪声评价的方法及其他物理污染的问题能力。
以适应今后从事噪声、振动及其他物理性污染的控制工作，或为物理性污染控制的研究打下基础，并达到专业培养规定的业务要求。
3．教学内容及教学要求（1）了解物理环境与环境物理学，掌握物理性污染及其研究内容，并了解环境物理学的学科体系。
（2）噪声污染及其控制：掌握噪声污染的社会性、特殊性和危害性；掌握声波的产生，传播，声波的量度，噪声的评价基本知识；掌握吸声、隔声、消声、隔振等控制噪声的基本原理，典型设计计算方法，降噪、隔振方案的特点，适用范围和技术条件；通过现场实验使学生基本了解声学现象、噪声测量仪器、测量和数据处理方法。
（3）振动污染及其控制：了解振动与振动污染概念，理解振动的基本物理量、振动的性质、简谐振动系统、波动的产生与传播，掌握环境振动标准城市区域环境振动标准，掌握振动控制技术、减振材料与装置及其应用。
《物理性污染控制》课程教学大纲
《物理性污染控制》教学大纲习题要点：声压级、声功率级的计算；声压级的叠加；声压级的衰减计算。
第三节噪声的评价与标准1. 噪声的评价量2. 环境噪声评价标准和法规习题要点：响度级、等效连续A声级、噪声暴露率和噪声评价数的计算第四节噪声控制技术概述1. 噪声控制基本原理和原则2. 噪声源分析3. 城市环境噪声控制第五节吸声与室内声场1. 材料的声学分类和吸收特性2. 多孔性吸声材料3. 共振吸声结构4. 室内声场和吸声降噪5. 吸声降噪设计实例习题要点：吸声系数、混响时间和吸声量计算；吸声降噪设计计算第六节隔声技术（4学时）1. 隔声的评价2. 单层均质密实墙的隔声3. 双层隔声结构4. 隔声间5. 隔声罩6. 隔声屏7. 隔声设计实例习题要点：平均隔声量、临界吻合频率和插入损失的计算；隔声间、隔声罩和隔声屏的设计计算。
第七节消声器1. 消声器的分类、评价和设计程序2. 阻性消声器4. 阻抗复合式消声器5. 微穿孔板消声器6. 扩散消声器7. 消声器设计实例习题要点：消声量的计算；阻性消声器、抗性消声器的设计计算。
本章重点、难点：噪声的评价量；噪声的衰减；吸声、隔声和消声器的降噪原理及降噪量的计算本章教学要求：了解噪声的来源与危害；理解噪声的传播规律；掌握声压级、A 声级、等效连续A声级、噪声评价数等噪声评价量的含义；掌握噪声级在传播过程中的衰减规律；理解噪声的控制方法和策略；掌握噪声在室内传播规律以及吸声降噪的降噪原理及其适用范围；掌握隔声间、隔声屏、隔声罩的隔声原理及隔声计算；掌握阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合型消声器的消声原理及消声计算；了解吸声材料的种类和特性。
第三章振动污染及其控制第一节振动及其危害1. 振动的基本概念2. 振动的危害第二节振动的评价与标准1. 振动的评价量2. 振动标准习题要点：加速度级和振动级的计算第三节振动控制的基本方法1. 振动的传播规律2. 振动控制的基本方法第四节隔振原理1. 振动的传递与隔离2. 隔振的力传递率第五节隔振元件1. 金属弹簧减振器3. 橡胶隔振垫4. 其他隔振元件5. 隔振设计实例习题要点：金属弹簧减振器和橡胶隔振垫的设计计算第六节阻尼减振1. 阻尼减振原理2. 阻尼材料3. 阻尼减振措施本章重点、难点：振动的评价；振动的传递；隔振原理及计算本章教学要求：了解振动的危害；熟悉振动的传播规律和控制方法；掌握隔振的基本原理，会进行常见金属弹簧减振器、橡胶隔振垫等隔振元件的设计；熟悉阻尼减振的措施。
物理性污染第三章简答题
一，振动给人类带来的影响1.振动对生理的影响；振动的生理影响主要是损伤人的机体，引起循环系统、呼吸系统、消化系统、神经系统、代谢系统、感官的各种病症，损伤脑、肺、心、消化器官、肝、肾、脊髓、关节等。
2.振动对心理的影响；人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应。
3.振动对工作影响；振动引起人体的生理和心理变化，从而导致工作效率降低。
4.振动对建构筑物的影响；从振源发出的振动可通过地基传递到房屋等构筑物，导致构筑物破坏，如构筑物基础和墙壁的龟裂、墙皮的菠萝，地基变形，下沉，门窗翘曲变形等，严重者可使扣住唔坍塌，影响程度取决于振动的频率和强度。
二，共振现象的主要形式举列如下1.包括基础在内的机器质量和支承基础的支承弹簧引起的力的传递即为共振。
一般为多自由度共振，除上下的直接振动外，还有因回转振动而引发的共振。
2.激振力传递过程中，肯呢过发生因地质构造引起地基共振的现象。
在进行公害振动测量时很难将其分离预知，一般也不能控制。
3.从受振即受损方还须考虑与振源方同样的机械或建筑及其支承引起的共振。
4.当机械或建筑的部分或部件的固有频率与传递来的激振力频率一致时，就会强烈共振，使激振力扩大。
三，简述地铁振动污染的防振对策。
1．线路走向尽量与城市高速路、主干道或次干道相重合。
这样一方面地铁线路在道路下面选线布局有较大的余地，能尽量减少对地表敏感建筑物的影响；另一方面，上述道路两侧商业、公共福利性建筑较多，基础好的建筑多，不易产生振动环境影响问题。
2．合理控制地铁线路两侧建筑类型和建设距离，同时按项目环境影响评价要求预留相应的防护距离，并加强建筑物的抗振性能。
3．在轨道交通规划布局中，应充分利用振动波的天然屏障，如河流、高大建筑物等，来阻隔振动的影响。
四，人为振动源有哪几类，振动污染源按其形式分又分为几类，1）工厂振动源 2）工程振动源3）、道路交通振动源4）、农业机械 5）、低频空气振动源1．固定式单个振动源2.集合振动源。
振动污染及其控制
接作用于媒介物，就会发生振动。
振动往往以波动的的形式迁移，或将周期性作
用力施加到其它部件或基座上，形成振源。
典型的振源：压缩机、破碎机、自动织布机、各
种风钻、振动输送机等。
（二）共振引起的扩大
共振现象的主要形式有4种
1.
无阻尼受迫振动
2.
有阻尼受迫振动
图3-11
受迫振动
（三）振动体与共振
1. 固有频率 2. 共振发生的频率
3.
共振烈度的表示
4. 振动体与共振频率
1. 固有频率（也称共振频率）
单自由度振动系的固有频率与质量、劲度常数及衰
减系数相关。
激振力的频率与机械或构筑物的固有频率一致时，
就会发生共振。
（二） 振动对心理的影响
人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、
不可忍受等各种反应。
除振动感受器官感受到振动外，有时也会看到电灯
摇动或水面晃动，听到门、窗发出的声响，从而判断 房屋在振动。
人对振动的感受很复杂，往往是包括若干其他感受
在内的综合性感受。
（三） 振动对工作效率的影响
振动引起人体的生理和心理变化，导致工
1
2 3 4
●
三、振动的影响
（一） 振动对生理的影响 （二） 振动对心理的影响
（三） 振动对工作效率的影响
（四） 振动对构筑物的影响
（一） 振动对生理的影响
振动的生理影响主要是损伤人的机体，
引起循环系统、呼吸系统、消化系统、神 经系统、代谢系统、感官的各种病症，损 关节等
伤脑、肺、心、消化器官、肝、肾、脊髓、
物理性污染控制知识点
物理性污染控制知识点第一章绪论1、什么是物理性污染？答：物理运动的强度超过人的耐受限度，就形成了物理污染.2、物理性污染与大气、水、土壤环境污染相比有何不同？答：大气、水、土壤环境污染是有害物质和生物输入环境.或者是环境中的某些物质超过正常含量所致.而引起物理性污染的声、光、热、放射性、电磁辐射等在环境中是永远存在的，它们本身对人无害，只是在环境中的强度过高或过低时，会危害人的健康和生态环境，造成污染或异常.3、物理性污染与化学性、生物性污染相比有何不同？答：物理性污染一般是局部性的，在环境中不残留，一旦污染源消除，物理性污染即消失.4、物理性污染的主要研究内容有哪几方面？答：物理性污染的主要研究内容有：（1）物理性污染机理及规律；（2）物理性污染评价和标准；（3）物理性污染测试和监测（4）物理性污染的环境影响评价（5）物理性污染控制基本方法和技术.第二章噪声污染及其控制1、噪声的定义：（心理学上）凡是人们不需要的声音，称为噪声.（物理学上）噪声是由许多不同频率和强度的声波无规则地杂乱无章组合而成.2、噪声按人类活动方式可分为：交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声.3、简述噪声的特点.答：（1）噪声只会造成局部性污染，一般不会造成区域性和全球性污染；（2）噪声污染无残余污染物，不会积累；（3）噪声源停止运行后，污染即消失；（4）噪声的声能是噪声源能量中很小的部分，一般认为再利用的价值不大，故声能的回收尚未被重视.4、听阈迁移（听觉疲劳）：耳鸣持续时间不长，只要在安静的环境里停一段时间，听觉就会恢复原状.5、噪声性耳聋：长期在强噪声环境中，内耳听觉器官发生器质性病变，听觉疲劳就会固定下来，造成听力损失，成为永久性的听阈迁移.6、暴振性耳聋：高强噪声（超过140dB）使得内耳骨膜破裂，导致双耳完全失聪，成为永久性耳聋.7、噪声的危害：（1）噪声对听力的影响；（2）噪声诱发疾病；（3）噪声妨碍语言交谈和通讯联络；（4）噪声对睡眠的干扰；（5）噪声损害设备和建筑物.8、噪声控制的途径：（1）从声源上降低噪声；（2）从传播途径上降低噪声；（3）在接收点进行防护.9、声波：压缩、膨胀交替运动由近及远向前推进的空气振动.10、声波的基本物理量包括：（1）声波频率：指一秒钟内介质质点振动的次数；（2）波长：振动经过一个周期声波传播的距离；（3）声速：声波在介质中传播的速度.11、频程：把人耳可以听到声音的频率变化范围（20Hz-20KHz）划分为若干个较小的段落.12、频谱：指组成声音的各种频率的分布图形.13、频谱的形状大致可分为三种：（1）线状谱：由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上是一系列竖直线段；（2）连续谱：指频率在频谱范围内是连续的.大部分噪声属于连续谱.（3）复合谱：连续频率和离散频率组合而成的频谱，有调噪声的频谱为复合谱.14、波阵面：声波在传播过程中，同一时刻相位相同的轨迹称为波阵面.15、声压：由于声波引起的压强变化，称为声压.16、有效声压的计算公式：P e=A2（Pa）17、质点振动速度有效值的计算公式：u e=A2（m/s），其中质点振动速度幅值u A=±P Aρ0c,±号取决于声波的传播方向.18、声抗阻率的计算公式：Z s= pu或Z s=ρ0c声抗阻率与声波频率、幅值等无关，仅与介质密度和声速有关，是介质固有的一个常数.19、声能密度：单位体积介质所含的声波能量称为声能密度，用D表示.22、声强的计算公式：I = ?DVS ?t = ?Dc =p e 2ρ0c 23、声功率：指声源在单位时间内辐射的声能量. 24、声功率的计算公式：W = SI = S p e 2ρ0c = S p e u e = S ρ0c u e 225、级：选定基准量（物理量），然后对被量度量与基准量的比值求对数，所得的对数值称为被量度量的级.26、声压级：声音的有效声压与基准声压（2×10?5Pa ）之比，取以10为底的对数，再乘以20.27、声压级的计算公式：L p= 20lg P e P 0，将基准声压P 0=2×10?5Pa 代入，得L p = 20lg P e + 9428、声强级的计算公式：L I = 10lg I I 0，将基准声强I 0=10?12W/m 2代入，得L I= 10lg I + 120 29、声功率级的计算公式：L W = 10lg WW 0，基准声功率W 0=10?12W30、点声源：当声源的几何尺寸比声波的波长小很多，或者测量点离声源相当远时，则可将该声源视为一点，该声源称为点声源.31、球面声波振动速度的幅值计算公式：u A= A ρ0cr ,其中A 为声源辐射声波能力的常数. 32、声压级相加计算公式：L P = 10lg 100.1L pi n i =133、声压级相减计算公式：L Ps = 10lg[100.1L p ?100.1L pB ]，L pB 为背景噪声，L Ps 为被测对象的声压级.34、相干波发生的条件：（1）频率相同；（2）有恒定的相位差；（3）在叠加处振动方向相同.35、扩散衰减：由于波阵面扩展，而引起声强减弱的现象.36、三种声源辐射的扩散衰减计算公式：（1）点声源辐射：L p2 = L p1- 20lg r 2r 1 （2）无限长线声源辐射（r 0≤l/π）：L p2 = L p1-10lg r2r 1 当r 0＞l/π时按照点声源辐射处理.（3）矩形面声源（a ＜b 且测点D 距声源中心距离为r 0）：当r 0≤a/π时，声压级衰减值为0dB ；当a/π≤r 0＜b/π时，按照无限长线声源处理；当r 0≥b/π时，按照点声源处理.37、城市绿地降噪计算公式：衰减量A g1 = (0.18lg f –0.31r)38、常用的环境噪声的评价量有：（1）响度、等响曲线和响度级；（2）A 声级和等效连续A 声级；（3）昼夜等效声级；（4）统计声级（累计百分声级）；（5）更佳噪声标准（PNC ）曲线；（6）噪声评价数（NR ）曲线.39、响度：描述声音大小的主观感觉量，其单位是“宋（sone ）”，定义1000Hz 纯音声压级为40dB 的响度为1sone.40、响度级：当某一频率的纯音与1000Hz 的纯音听起来同样响时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该声音的响度级41、连续等效A 声级：等效于在相同的时间间隔T 内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A 声级.42、连续等效A 声级的计算公式：（1）L eq = 10lg 1T 100.1L A dt t 0;t 为噪声暴露时间，L A 为时间t 内的A 声级. （2）L A 是非连续离散值时：L eq = 10lg[1t i i ( 100.1L Ai t i i )]，t i 为第i 段时间，L Ai 为时间t 内的A 声级.43、昼夜等效声级：表示一昼夜24h 噪声的等效作用，用来评价区域环境噪声.44、昼夜等效声级的计算公式：L dn = 10lg[23×100.1L d + 13×100.1（L n +10）] 45、噪声掩蔽：由于噪声的存在，降低了人耳对另一种声音听觉的灵敏度，使听阈发生迁移的现象.46、为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点？答：因为在夜晚，大气温度随高度增高而升高，声速也随高度增高而增大，声波传播方向将向地面弯曲；而在晴朗的白天，大气温度随高度增高而下降，声速将随高度增高而降低，声线向上空弯曲，声源辐射的噪声在距离声源一定距离的地面上掠过，在较远处形成声影区，即声线不能到达的区域.47、为什么逆风传播的声音难以听清？答：当有风时，声速应叠加上风速，叠加效果使声速随高度增高而降低，声线将向上空弯曲，距离声源一定距离处形成声影区，所以较难听清.第三章振动控制技术1、振动污染：即振动超过一定的界限，从而对人体的健康和设施产生损害，对人的生活和工作环境形成干扰，或使机器、设备和仪表不能正常工作.2 、振动的评价评价指标：（1）位移、速度和加速度；（2）振动级.评价标准：（1）振动的“感觉阈”；（2）振动的“不舒服阈”；（3）振动的“疲劳阈”；（4）振动的“危险阈”.3、振动控制方法包括：（1）隔振；（2）吸振；（3）阻振；（4）消振；（5）结构修改等.4、简述常用的振动控制技术答：一.振动源控制：改进振动设备的设计和提高制造加工装配精度，使其振动减小.二.机械振动控制：（1）降低机械的振动加速度；（2）利用支承台架质量的减振措施；（3）利用动力吸振的减振措施.三.弹性减振：利用弹性材料支承机械，使传递到基础的激振力减少.常用的弹性减振方法有积极隔振和消极隔振.四.阻尼减振：对于薄板类结构振动及其辐射噪声，在其结构或部件表面涂贴阻尼材料能达到明显的减振降噪效果.五.冲击减振：与周期性激励力的振动隔离相似，对脉冲冲击的隔离减振也分为积极冲击隔离和消极冲击隔离两类.六.传播途径的减振对策：（1）增大距离，使受影响对象远离振源；（2）采用防振沟和隔墙.七.振动衰减：从振源传播经过地面的波动随距离而衰减，因而可将振源和可能出现问题之处的距离拉开，以确保机械安装场所和用地.5、振动：任一物理量围绕一定的平衡值作周期性的变化均称为振动.6、机械振动：指物体在平衡位置附近作往复运动.7、简谐振动：物体运动时，离开平衡位置的位移(或角位移)按余弦(或正弦)规律随时间变化.8、振动污染的特点：（1）主观性；（2）局部性；（3）瞬时性.9、环境振动污染的主要来源：（1）自然振动；（2）人为振动10、人为振动污染源主要包括：（1）工厂振动源；（2）工程振动源；（3）道路交通振动源；（4）低频空气振动源等.11、简述振动的影响答：（一）振动对生理的影响：主要是损伤人的机体，引起循环系统、呼吸系统、消化系统、神经系统、代谢系统、感官的各种病症，损伤脑、肺、心、消化器官、肝、肾、脊髓、关节等.（二）振动对心理的影响：人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应.（三）振动对工作效率的影响：振动引起人体的生理和心理变化，从而导致工作效率降低.（四）振动对构筑物的影响：从振源发出的振动可通过地基传递到房屋等构筑物，导致构筑物破坏，影响程度取决于振动的频率和强度.第四章电磁辐射污染及其防治2、电磁辐射污染按场源可分为：（1）自然电磁场源污染；人工电磁场源污染.3、论述电磁辐射防治的基本方法答：（一）屏蔽：指采取一切可能的措施将电磁辐射的作用和影响限定在一个特定的区域内.（二）接地技术：射频接地是将场源屏蔽体或屏蔽体部件内感应电流加以迅速的引流以形成等电势分布，避免屏蔽体产生二次辐射所采取的措施.（三）滤波：即在电磁波的所有频谱中分离出一定频率范围内的有用波段.（四）其他措施：（1）采取电磁辐射阻波抑制器，通过反作用场的作用，在一定程度上抑制无用的电磁辐射；（2）新产品和新设备的设计制造时，尽可能使用低辐射产品；（3）从规划着手，对各种电磁辐射设备进行合理安排和布局，并采用机械化或自动化作业，减少作业人员直接进入强电磁辐射区的次数或工作时间.第五章放射性污染及其控制1、放射性污染：指沉积在材料、结构物或设备表面的放射性物质.2、简述放射性固体废物处理技术答：（一）固化技术：（1）水泥固化：基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物经行固化处理.（2）沥青固化：在一定的碱度、配料比、温度和搅拌速度下，放射性废液与沥青发生皂化反应，冷却后得含盐量可高达60％的均匀混合物.（3）塑料固化：将放射性废物浓缩物掺入有机聚合物而固化.（4）玻璃固化：以玻璃原料为固化剂与高放废物以一定配料比混合后，在高温（900-1200℃）下蒸发、煅烧、熔炼、烧结，废液中的所有固体组分都在高温下结合入硼硅酸盐玻璃基质中，装桶后经退火处理就成为稳定的玻璃固化体.（二）减容技术：（1）压缩：依靠机械力作用，使废物密实化。
物理性污染控制之振动污染及其控制概述
2、振动对构建物的危害
振动通过地基传递到房屋等构建物，导致构 建物破坏，其影响程度取决于振动的频率和强度 。 共振的放大作用会带来更严重的破坏的危害。
载重车辆对道路两侧建筑物产生共振，发生 地面晃动和门窗抖动。
振动可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁曾 因振动而坍毁——塔科马大桥
2010年5月22日，欧洲最长大桥——俄罗斯境 内长达7公里的伏尔加河大桥发生离奇晃动
2 、振动评价标准
按劳动保护标准，振动强弱对人体的影响可分为 四种情况：
（1） 振动的“感觉阈”，人体刚能感觉到振动，对 人体无影响；
（2） 振动的“不舒服阈”，振动会使人感到不舒服； （3） 振动的“疲劳阈”，使人感到疲劳，工作效率降
低，实际生活中以该阈为标准，超过者被认为 有振动污染； （4） 振动的“危险阈”，此时振动使人产生病变。
1、无阻尼受迫振动
（1）振动微分方程 振动微分方程
F x
m
x
O
Fk
微分方程解： 将 x2 代入微分方程
解得
（2）受迫振动的振幅
幅 频 特 性 曲 线
（3）共振现象
当 ＝0 时，激振力频率等于系统固有频率，振幅 趋于无穷大，这种现象称为共振。
无阻尼系统发生共振时，振幅随时间无限增大。
2、有阻尼受迫振动
，曲线密集，阻尼影响不大。
2、 >>1区域(高频或惯性控制区)， →0， → ，响应
与激励反相；阻尼影响也不大。
ห้องสมุดไป่ตู้
幅频特性与相频特性
3、 =1附近区域(共振区)， 急剧增大。通常将 =1， 即 = 0 称为共振频率。阻尼影响显著，阻尼愈小，
幅频响应曲线愈陡峭。
(完整版)物理性污染控制习题答案第三章
物理性污染控制习题答案第三章振动污染及其控制1.什么是振动污染？振动污染具有什么特征？答：振动污染：振动超过一定的界限,从而对人体的健康和设施产生损害,对人的生活和工作环境形成干扰,或使机器、设备和仪表不能正常工作振动污染的特点主观性：是一种危害人体健康的感觉公害。
局部性：仅涉及振动源邻近的地区。
瞬时性：是瞬时性能量污染，在环境中无残余污染物，不积累。
振源停止，污染即消失。
2.振动污染的来源及其影响答：振动污染的来源于自然振动和人为振动自然振源由地震、火山爆发等自然现象引起。
自然振动带来的灾害难以避免，只能加强预报减少损失。
人为振源主要包括（一）工厂振动源（二）工程振动源（三）道路交通振动源（四）低频空气振动源。
振动对生理的影响主要是损伤人的机体；振动对心理的影响主要是心理上会产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应；振动对工作效率的影响主要是振动可使视力减退,使人反应滞后，影响语言交谈，复杂工作的错误率上升等；振动对构筑物的影响主要是振动导致构筑物破坏。
3. 简谐振动系统具有哪些性质？答：简谐振动是最简单的周期振动定义：某个物理量（位移、速度或加速度）按时间的正弦或余弦规律变化的振动。
简谐振动系统性质：（一）自由振动（二）受迫振动（三）振动体与共振4. 共振现象是怎样产生的？有何危害？如何防止？答：共振现象产生是激振力受到过滤乃至变形，某些成分被突出、扩大后传递，大多数场合存在若干种形式的共振现象。
危害是共振引起的扩大。
共振现象的主要形式有4种（1）包括基础在内的机器质量和支承基础的支承弹簧引发的力的传递即为共振。
（2）激振力传递过程中，可能发生因地质构造引起地基共振的现象。
（3）从受振（即受损方）还须考虑与振源同样的机械或建筑及其支承引起的共振。
（4）当机械或建筑的部分或部件的固有频率与传递来的激振力频率一致时，就会强烈共振。
防止共振主要方法：（1）改变机器的转速或改换机型来改变振动的频率；（2）将振动源安装在非刚性的基础上以降低共振响应；（3）用粘贴弹性高阻尼结构材料来增加一些波壳机体或仪器仪表的阻尼，以增加能量散逸，降低其振幅；（4）改变设施的结构和总体尺寸或采取局部加强法来改变结构的固有频率。
物理性污染总结
.第二章物理污染物理运动的强度超过了人类的耐受程度，就形成了物理污染。
包括噪声污染、振动污染、电磁辐射污染、放射性污染、热污染。
不同于化学污染（大气、水体、土壤）95%以上是人类活动引起的。
部分为自然因素。
噪声、振动、电磁、放射、热污染，构成体系有光，热，放射性，电磁辐射等。
特点：1短暂的污染，可控制性；2局部性的；3无其他有害物质的流入噪声：以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播，通常所说的噪声污染是指人为造成的。
凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声。
判断一个声音是否属于噪声，仅从物理学角度判断是不够的，主观上的因素往往起着决定性的作用。
例如美妙的音乐。
当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染。
特点：局部性，无残余污染物，随“源”性，无价值。
危害：听力损伤，干扰睡眠，诱发其他疾病；对动物的影响；对仪器设备的危害。
瞬时声压和有效声压：有声波存在的区域称为声场，声场中某一瞬时的声压称为瞬时声压。
在一定时间间隔内将瞬时声压对时间求方均根值可得有效声压。
均是由于声波引起的压强变化。
|声压级为了能够较明显的区分和反映声压的大小程度，采用声压级来表征声压，用以衡量声音的强弱。
单位：分贝（dB），定义为声音的声压与基准声压之比值。
Lp=2Olg（P e/p o）P o=2*10-5 pa Lp=20lgp e+94噪声级的相加a.公式法：⑴L p=L p/+10lgn L P—总声压级；点声压级；n—声压个数⑵L p=10lg（刀0116Lp）声压：有声波存在时，媒质中的压力与静压的差值；换句话说，声压就是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化。
声压级：分贝（dB），声音的声压与基准声压之比值。
L p=20lg（p e/p6）5P o=2*16 pa L p=26lgp e+94响度：描述声音大小的主观感觉量，宋（sone）。
物理性污染控制_第三章_振动污染及其控制
心血管系统：血压、心率不稳，手多汗等。 高频率、小振幅振动可引起血管收缩和血压上升， 甚至引发血管痉挛；低频率、大振率振动则可使血 管扩张和血压下降，心电图异常。
40～300Hz的振动可引起末梢毛细血管形 态和张力发生改变。
2
x
0
2. 规
律
解
d2x dt 2
2 x
0
精品课件
精品课件
简谐振动中质点位移、速度、加速度与时间的关系:
xAcots()
x xt图
A
T 2π 取 0
v A si n t ()
o
A
A v
T
vt图
o
T
t
t
Acost(π) A
2
a at图
a A 2co t s() A2
o
Tt
A 2cots(π)精品课件A2
3、简谐振动的振幅、周期、频率和相位 (1)振幅: 物体离开平衡位置的最大位移的绝对值。
第三章 振动污染及其控制 第一节 概述
一、振动与振动污染 二、振动污染源 三、振动的影响
精品课件
一、振动与振动污染
1、振动： 广义地讲，任一个物理量在某一定值附近作周期 性的变化均称为振动。
如：地震
声的产生、传播和接收(声带、耳膜)
电磁振动
光的波动
晶体中原子的振动
心脏的搏动
海浪起伏
精品课件
机械振动：指物体在平衡位置附近作往复运动。
4、农业机械：拖拉机、收割机、脱粒机。
5、低频空气振动源：指人可听见的100 Hz 左右低频。
③振动污染及其控制
冲击振动污染控制 交通振动污染防治
纵波的实测速度在粘土层约为 1100 ～ 1300 米/秒，在砂地层为 1700 ～ 1800 米/秒。
二、横波
横波是弹性介质的剪切形变产生的。 横波的特点是介质质点的振动方向与波的传播 方向垂直。 横波的传播速度仅次于纵波，是地震测量当中 第二个记录到的波，所以，常被称为次至波 (Secondary 波) 或 S 波。
城市区域环境振动标准（单位：dB）
适用地带范围 特殊住宅区 居民、文教区 混合区、商业中心区 工业集中区 交通干线道路两侧 铁路干线两侧 昼
65 70
间
夜
65 67
间
75 75 75 80
72 72 72 80
说明
这里需要特别提出，现行的《80dB》标准是根 据我国八十年代铁路状况制定的，并没有考虑 列车提速（≥100km/h）及高速铁路（≥ 200km/h）的情况，因此不适合评价高速铁路 的环境振动影响。为了适应我国铁路跨越式的 发展，必须尽快制定适合评价高速铁路的环境 振动标准。在尚未制定出此标准前，建议采用 “高速铁路环境振动建议标准”，即中、高速 旅客列车应不超过90dB，如果按高技术起点设 计，采用世界先进技术，建议限值为86dB。
（b）本标准适用于连续发生的稳态振动、冲击振动和无规 振动。对于每日发生几次的冲击振动，其最大值昼间不容许 超过标准值10dB，夜间不超过标准值3dB。 （c）适用地带范围的划定。其中“铁路干线两侧”是指距 每日车流量不少于20列铁道外轨30米外两侧的住宅区。其它 地带范围含义同我国的《声环境质量标准》。
4.2 阻尼材料
弹性阻尼材料
如橡胶类、沥青类和塑料类； 包括层压材料以及混合材料；
第三章 振动污染及其控制 物理性污染控制课件
固定式单个振动源 如，一台冲床或一台 水泵等
集合振动源
如，厂界环境振动、 建筑施工场界环境振 动
按振动源的动态特征又可分成表3-1所示的四类。
表3-1 环境振动污染源动态特征
动态特征
定义
示例
稳态振动 观的测环时境间振内动振级变化不大往 油 机复 机 、运 等 发动 ； 动机 旋 机械 转 、， 机 通如械风空类机压，等机如、发柴电
由于共振的放大作用，其放大倍数可由数倍 至数十倍，因此带来了更严重的振动破坏和 危害。
第二节 振动基础
● 一、振动的基本物理量 ● 二、振动的性质 ● 三、简谐振动系统 ● 四、波动的产生与传播
● 一、振动的基本物理量
频率
周期
位移 基本物理量
速度
加速度
简谐振动是最简单的周期振动。
定义：某个物理量（位移、速度或加速度）
睡眠时间的一半以上，故影响这种睡眠的振动级最令人厌烦； 睡眠深度3度（深睡眠）:74dB以上方会觉醒，觉醒几率很低； 睡眠深度REM(异相睡眠，指睡眠多梦期):振动影响介于深度2度和3度之间。
（二） 振动对心理的影响
人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、 不可忍受等各种反应。 除振动感受器官感受到振动外，有时也会看到电灯 摇动或水面晃动，听到门、窗发出的声响，从而判断 房屋在振动。 人对振动的感受很复杂，往往是包括若干其他感受 在内的综合性感受。
按时间的正弦或余弦规律变化的振动。
若正弦振动，则
位移
x x0 sint
速度
dx dt
x0
cost
加速度
d2x dt2
2x0
sint
（ x0为振幅、ω为角频率）
（3-1） （3-2） （3-3）
《物理性污染控制》课程教学大纲
《物理性污染控制》课程教学大纲Physical Pollution Controlling一、课程基本信息二、教学目标（一）通过该门课程的学习，掌握环境四大类污染之一的物理性污染的相关基础知识。
（二）使学生能够对物理性污染的控制提出基本控制方案。
（三）培养学生发现问题解决问题的能力，培养学生严谨逻辑的工科思维模式。
三、基本要求（一）了解噪声污染、振动污染、电磁辐射污染、热污染的现象。
— 1 —（二）理解各种环境物理性污染相关的基本概念和知识，理解各种物理性污染的产生机理（三）掌握各种物理性污染的危害、评价方法和污染的控制措施。
四、教学内容与学时分配第一章绪论1学时第一节物理环境与环境物理学1.物理环境2.环境物理学的产生和发展3.环境物理学的学科体系4.环境物理学的研究特点第二节物理性污染及其研究内容1.物理性污染及其特点2.物理性污染的研究内容本章小结：物理性污染的特点与其它污染不同，研究内容重点在于产生机理评价方法及控制措施重点：环境物理性污染的基本概念和主要特点难点：物理性污染的特点建议教学方法：图解及多媒体教学思考题：1. 天然物理环境有哪些要素组成？2.物理性污染的特点是什么？作业：课后观察自己所在生活环境中存在哪些物理性污染。
建议教学方法：图解及多媒体教学，结合实验掌握部分知识第二章噪声污染及其控制17学时第一节概述1.声音和噪声2学时2.噪声的危害，对人体的影响— 2 —3.我国噪声污染状况4.噪声控制途径5.噪声的控制程序重点：物理性污染的主要特点，噪声的危害，噪声控制途径难点：物理性污染的特点思考题：1．天然物理环境有哪些要素组成？2．噪声的特点？3．噪声的危害有哪些？4．噪声控制途径有哪些？第二节声学基础4学时1.声波的形成2.描述声波的基本物理量3.声波的物理量度声压与声压级、声强与声强级、声功率与声功率级、声能密度、频谱和频程4.声压级的计算声压级的相加，相减5.声波的类型6.噪声在传播中的衰减重点：声压级的相加、相减，声波的衰减难点：噪声度量的各种物理量含义思考题：1.噪声的控制程序。
物理性污染控制_第三章_振动污染及其控制
阻尼振动有三种情形
1 欠阻尼 0 1 临界阻尼 1
过阻尼
过阻尼
O
t
临界阻尼
欠阻尼
阻尼振动不是周期性振动，更不是简谐振动， 因位移不是时间的周期函数。但阻尼振动有某种重
复性。
振幅随时间作指数衰减。阻尼 ζ 大小决定了阻
尼振动振幅的衰减程度。
控制阻尼大小，满足不同实际需要。
1、特征
弹簧振子：连接在一起的一个忽略了质量的弹簧和
一个不发生形变的物体系统。
平衡位置：物体做往复运动时，在某位置所受的力 (或力矩)等于零，则此位置称平衡位置。
O
X X
F F
O
O
X
回复力：作简谐运动的质点所受的沿位移方向的合 外力, 该力与位移成正比且反向。 动力学特征
F合 kx
l0——弹簧原长；
k——弹簧刚性系数；
st——弹簧的静变形；
l0
k
l0 k F
W k st st W / k
m
st
O
x
取静平衡位置为坐标原点，x 向下为正
d x m 2 W F W k ( x st ) kx dt
当t=0，x=x0时求解得
2
W x
2、振动对构建物的危害
振动通过地基传递到房屋等构建物，导致构
建物破坏，其影响程度取决于振动的频率和强度。
共振的放大作用会带来更严重的破坏的危害。
载重车辆对道路两侧建筑物产生共振，发生 地面晃动和门窗抖动。 振动可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁 曾因振动而坍毁——塔科马大桥 2010年5月22日，欧洲最长大桥——俄罗斯境 内长达7公里的伏尔加河大桥发生离奇晃动
物理性污染控制
物理性污染控制物质能量交换和转化的过程构成了物理环境物理环境分为天然和人工，环境物理学分为环境声学、环境振动学、环境电磁学、环境放射学、环境热学、环境光学、环境空气动力学。
环境物理学：研究物理环境同人类相互作用的科学物理性污染：物理运动强度超过人的耐受程度，就形成了物理污染。
特点：声、光、热、放射性、电磁等物理因素在环境中永远存在，其本身对人无害，当强度过高或过低时，会危害人的健康和生态环境，造成污染或异常局部性，不残留，一旦污染源消除，物理性污染随即消失。
研究内容：物理性污染的机理及规律；~评价方法和标准；~测试和监测；~环境影响评价物理性污染控制基本方法和技术第二章噪声污染及其控制概述噪声按人类活动方式可分为交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声噪声特点：○1只会造成局部性污染，一般不会造成区域性和全球性污染○2噪声污染无残余污染物，不会积累○3噪声源停止后，污染即消失○4噪声的声能可回收再利用价值不大。
25~40dB轻度聋，40~55dB中度聋，55~70dB为显著聋，70~90dB为重度聋90~极端聋控制途径1从噪声源上降低噪声（最根本有效）：选用内阻尼大内摩擦大的低噪声新材料；改进机器设备的结构，提高加工精度和装配精度；改善或者更换动力传递系统和采用高新技术，对工作机构从原理上进行革新；改革生产工艺和操作方法2从传播途径上降低噪声；吸声隔声和消声3在接收者进行防护，防护用具控制程序1调查、测量、数据处理、分析2选择噪声允许标准3根据降噪量和频谱特性设计控制方案4进行工程评价5控制措施后测量综合分析看是否达到要求。
声学基础纵波：传声介质的质点振动方向与声波传播方向相同的波横波：质点振动方向与声波传播方向垂直的波频率f:1s内介质质点振动的次数。
周期：质点振动往复一次的时间波长：两相邻波对应相同点的距离，振动一个周期声波传播的距离频程（频带或带宽）将可听声的频率范围（20Hz～20kHz）按倍数变化，划分为若干较小的频段，通常称为频程。
物理性污染控制第三章振动污染及其控制(课堂PPT)
平衡位置：物体做往复运动时，在某位置所受的力 (或力矩)等于零，则此位置称平衡位置。
.
22
.
23
O
X
F
O
X
F
O
X
回复力：作简谐运动的质点所受的沿位移方向的合 外力, 该力与位移成正比且反向。
动力学特征 F合 kx
.
24
运动学特征: ak x2x k
m
m
d2x dt2
如：汽车、火车运动中的振动 飞机、船舶航行中的振动
机床和刀具在加工时的振动
桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动 各种动力机械的振动 控制系统中的自激振动
振动的利用：
琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固；
振动检测；振动传输、筛选、研磨、抛光；
振动压路机、振动给料机和振动成型机等。
.
3
2、振动污染
27
3、简谐振动的振幅、周期、频率和相位 (1)振幅: 物体离开平衡位置的最大位移的绝对值。
A x02(v0 )2
由初始条件确定
振动病：亦称晕动病，由不同方向的振动加速 度反复过度刺激前庭器官所引起的一系列急性反应 症状。患者先出现疲劳，出冷汗，面色苍白等，继 之眩晕、恶心、呕吐，甚至血压下降，视物模糊， 频繁呕吐还可引起水电解质紊乱，少数严重反应者 甚至出现休克。
.
15
2、振动对构建物的危害
振动通过地基传递到房屋等构建物，导致构 建物破坏，其影响程度取决于振动的频率和强度。 共振的放大作用会带来更严重的破坏的危害。
心血管系统：血压、心率不稳，手多汗等。 高频率、小振幅振动可引起血管收缩和血压上升， 甚至引发血管痉挛；低频率、大振率振动则可使血 管扩张和血压下降，心电图异常。
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琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固； 振动检测；振动传输、筛选、研磨、抛光； 振动压路机、振动给料机和振动成型机等。
2、振动污染
振动污染： 振动超过一定的界限， 轻则对人的生活和工作环 境形成干扰，降低机器及仪表的精度； 重则危害 人体健康、引起机械设备及土木结构一节 概述
一、振动与振动污染 二、振动污染源 三、振动的影响
一、振动与振动污染
1、振动： 广义地讲，任一个物理量在某一定值附近作周期 性的变化均称为 振动。
如：地震 声的产生、传播和接收 (声带、耳膜 ) 电磁振动 光的波动 晶体中原子的振动 心脏的搏动 海浪起伏
机械振动： 指物体在平衡位置附近作 往复运动。 如：汽车、火车运动中的振动 飞机、船舶航行中的振动 机床和刀具在加工时的振动 桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动 各种动力机械的振动 控制系统中的自激振动
主观性 局部性 瞬时性
二、振动污染源
环境振动污染的主要来源 自然振动： 地震、火山爆发等 人为振动： 工厂振动源、工程振动源、道路交通
振动源、低频空气振动源。
1、工厂振动源 工业生产中的振动源主要有旋转机械、往复机 械、传动轴系、管道振动。 振级为60~100dB, 峰值频率在 10~125Hz 范围。