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。
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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。
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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》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。
振动污染及控制
2.振动污染源及危害
➢ 2.2 振动的危害：对生理影响
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.振动污染源及危害
➢ 2.2 振动的危害：对生理影响
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。 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。
1. 环境振动学
振动污染
1. 主观性：是一种危害人体健康的感觉公害。
2. 局部性：仅涉及振动源邻近的地区。
3. 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。
主要内容
1. 环境振动学 2. 振动污染源及危害
➢ 2.1 振动污染源 ➢ 2.2 振动危害
2.振动污染源及危害
振动污染及控制
主要内容
1. 环境振动学 2. 振动污染源及危害 3. 振动控制
➢ 3.1 基本方法 ➢ 3.2 隔振原理 ➢ 3.3 隔振器材 ➢ 3.4 振动控制工程实例
1. 环境振动学
环境物理 学分支
人类活动
影 响
环境振动学 研究 振动污染
影 响
人体健康
天然的和人为的， 各种振动干扰，
1. 环境振动学
✓ 管路系统：专业弹性吊架或弹性支架； ✓ 管道穿墙：局部隔振和隔声处理； ✓ 管路流体：T型三通等地方，极易引
发流体湍流和冲击振动，加装液体消 声器
谢谢大家
➢ 横向刚度小，产生摇晃；
3.振动控制
➢ 3.3 隔振器材：隔振器
空气弹簧隔振器
➢ 容积变化，气压变化，吸收振动能量； ➢ 精密测量仪器的隔振
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。
(完整版)物理性污染控制习题答案解析第三章
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。
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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。
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简谐振动中质点位移、速度、加速度与时间的关系:
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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
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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
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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。
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振动污染源按其形式又可分为： ①固定式单个振动源； ②集合振动源。
振动污染源按其动态特征又可分为： 稳态振动 冲击振动 无规则振动 铁路振动。
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三、振动的危害
1、振动对人体的危害 按作用于人体的部位和传导方式 局部振动：指振动通过手臂传导至全身。 风动工具：铆钉机、凿岩机、捣固机等。 电动工具：电钻、砂轮机、铣床等。
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。
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2、振动污染
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。
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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。
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的破坏。 振动污染特点： 主观性 局部性 瞬时性
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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。
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第二节 振动基础
振动问题的研究方法－与分析其他动力学问 题不同的是：一般情形下， 都选择平衡位置作为 广义坐标的原点。 一、简谐振动基本概念
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。
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1、特征 弹簧振子：连接在一起的一个忽略了质量的弹簧和
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骨骼-肌肉系统：手部肌肉萎缩（鱼际肌 和指间肌多见），手握力和手指捏合力下降。
40Hz以下大振幅冲击振动可引起骨和关节 改变，以指骨、掌骨、腕骨和肘关节多见，主要表 现为脱钙、囊样变，骨皮质增生，骨岛形成，无菌 性骨坏死以及骨关节变形等。
其它系统，如免疫系统、内分泌系统功 能异常。与噪声共存时，可加重噪声对听力的损害。
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。
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O
X
F
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
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运动学特征: ak x2x k
m
m
d2x dt2
局部振动病：长期使用振动工具而引起的
以末梢循环障碍为主的疾病，也可累及肢体神经和
运动功能。发病部位多在上肢末端，发作性手指变
白是其典型表现。
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正常手部颜色
雷诺氏症—振动性白 指
正常指关节图像
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（2）全身振动——一般为低频率大振幅振动
振动强度大、时间长，则可产生多器官、 系统的不良影响，如机械性损伤，呼吸增强、低碳 酸血症，交感神经紧张，抑制胃酸分泌和胃肠蠕动， 作业能力与工效降低。
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。
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2、工程振动源 工程施工现场的振动源主要有打桩机、打夯机、水 泥搅拌机、碾压设备、爆破作业以及各种大型运输 机车等。振级为60~100dB。
3、道路交通振动源 主要是铁路和公路振源。在离轨30米处，振动频率 在20~80 Hz 范围内;振级在75 ~90 dB范围内。公 路的振动频率主要在5-63Hz范围，振级在65~90dB 范围。
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
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难得一见的飞机“音障”共振现象
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战神精突品课破件 音障
2000年亚特兰蒂斯号航天飞机升空时突破音障瞬间
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铁道工人使用捣固机夯实铁轨
煤矿工人使用电钻打眼
工 人 使 用 风 钻 打 眼
精品课件 工人使用砂轮机打磨工件
全身振动：指通过下肢或躯干传导至全身的振动。 交通工具：汽车、火车、船舶、飞机 农机械：拖拉机、收割机等 作业台：钻井平台、振动筛、采矿船等
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（1）局部振动——全身性 神经系统：以上肢手臂末梢神经功能障碍