第十章.阻尼减振降噪技术
07_隔振技术及阻尼减振
❖ 冲击隔离与缓冲是有区别的缓冲是让缓冲材料介于相互碰 撞的物体之间，使碰撞的冲击力要比直接碰撞低，如汽车 缓冲器，飞机着陆架等。
❖ 振动会影响仪器设备的精度、功能和使用寿命，会造成事故。 同样会危害人的身心健康，甚至造成器官损伤。
❖ 隔振就是就是将声源与结构之间形成弹性连接，实际上振动 不可能完全隔绝，故通常也称为减振。
2020年11月4日10时37分
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7 隔振技术及阻尼减振
❖ 7.1 振动控制的基本方法 ❖ 7.2 隔振原理 ❖ 7.3 隔振器材 ❖ 7.4阻尼减振 ❖ 7.5环境振动评价和标准
❖ 机械设备运转产生振动，振动一方面直接向外辐射噪声，另 一方面以弹性波的形式通过相连的结构向外传播，并在传播 的过程中向外辐射噪声。控制振动的一个重要方法就是隔振。
❖ 机械设备振动能量以两种方式向外传播而产生噪声，一部分 由振动机器直接向空中辐射，称为空气声；另一部分振动能 量则通过承载机器的基础、连接构件传递，固体表面振动以 弯曲波形式传播，因而能激发结构振动向空中辐射噪声，这 种通过固体传播的声波叫固体声。
▪ 人能感觉到的振动频率范围为l～100Hz (可听声的频率 范围为20～20000Hz)
• 人对频率为2～12Hz的振动感觉最敏感 • 频率>12Hz或<2Hz的振动敏感性就逐渐减弱
2020年11月4日10时37分
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7.1 振动控制的基本方法
7.1.1 振动的来源及危害
❖ 振动对人体的危害
▪ 共振频率：人体某些器官固有频率相吻合的频率
第十章 消声器
管式消声器是一种最简单的消声器，它仅在管壁内周 贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。特点是制作方便， 阻力小，但只适用于较小的风道，直径一般不大于400mm。 管式消声器仅对中、高频率吸声有一定的消声作用．对低 频性能很差。
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单通道直管式阻性消声器 消声量的计算
• 经验公式
P L ( ) l S
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3．折板式和声流式消声器
折板式
声流式
折板式消声器实际上是片式消声器的变种。为了提高其 高频消声性能，把直片做成折弯状，这样能增加声波在消声 器内反射次数，即增加吸声层与声波的接触机会，从而提高 消声效果。 声流式消声器是由折板式消声器改进的，这种消声器把 吸声层制成正弦波形。与折板式比较，它能使气流通畅流过， 减少阻损。其缺点是加工复杂，造价高。 23
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四、消声器的分类
阻性消声器
按消声机理
抗性消声器
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10.2
消声原理
阻性消声器
阻性消声器的消声原理与多孔性吸声材 料（玻璃纤维、泡沫塑料、烧结金属、烧结陶瓷 等）相似：在气流通道管壁衬以吸声材料， 利用声波在多孔性吸声材料中传播时通过 摩擦将声能转化为热能。
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1.单通道直管式阻性消声器
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扩散消声器： 适用于流速极高的放空排气 – 小孔喷注消声器：
原理：小喷口代替大喷口，提高喷气速度，使 噪声移到人耳不敏感的范围
气动马达消音器 多孔陶瓷
fp
v 0.2 D
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微穿孔板消声器
一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板 制作，在薄板上用孔径小于1mm的钻头穿 孔，穿孔率为1％一3％。其消声原理实 质上是一个共振式消声器，对低频消声 效果较显著。
阻尼降噪原理
阻尼降噪原理
阻尼降噪是指利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量的方法，其实质是利用物质的某些特性，在结构中形成一个阻尼层，以降低振动速度和幅度。
例如，在有弹性夹层的梁中，当一阶弯曲振动通过弹性夹层时，由于有一定的阻尼作用，使梁中振动速度衰减较慢。
又如，在一个刚性圆板内装一块橡胶板和一块金属板，金属板置于圆板中。
当一阶弯曲振动通过圆板时，金属板会被压缩变形而与橡胶板一起向外运动。
此时如果在金属板面贴上橡胶板或在金属板面上涂上一些粘性流体（如水），当这两种物质混合在一起时会使金属板产生明显的阻尼力，从而使振动速度下降。
利用这种方法可以制造出具有消声效果的建筑物。
这种消声作用主要是由于建筑结构中某些部位采用了阻尼材料引起的。
阻尼降噪方法是利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量，这种能量可以分为弹性、粘弹性和粘弹三种。
其中，弹性势能是通过阻尼材料本身的粘弹性而消耗振动能量；而粘弹性则是通过粘结在结构中的粘性流体（水）来消耗振动能量。
—— 1 —1 —。
幕墙设计中的减振与降噪技术创新
幕墙设计中的减振与降噪技术创新幕墙作为现代建筑设计的重要组成部分，不仅美化了建筑外观，还具备了保温、隔热等功能。
然而，在大城市中，尤其是高密度建筑区域，城市噪音污染和地震风险成为了幕墙设计中需要解决的问题。
因此，如何通过技术创新来减振和降噪，成为了幕墙设计的重要课题。
一、减振技术的创新幕墙受到地震等外力作用时，会出现振动现象，这对于建筑结构的稳定性和幕墙的使用寿命都带来了挑战。
因此，在幕墙设计中采用减振技术是必不可少的。
1. 阻尼器技术的应用阻尼器是一种能够吸收和消耗能量的装置，可以有效减小幕墙振动的幅度。
传统的阻尼器主要采用阻尼器盘式结构，但这种结构存在重量大、体积大的问题。
近年来，一种新型的阻尼器材料——形状记忆合金，逐渐应用到幕墙设计中。
这种合金可以根据外界条件的变化，自主调节形状，从而实现良好的减振效果。
相比传统的阻尼器，形状记忆合金具有更小的体积和更轻的重量，可以提高幕墙的使用寿命。
2. 弹簧隔振器技术的应用弹簧隔振器是一种常用的减振技术，通过将弹簧装置嵌入幕墙系统内部，能够有效减少建筑结构和幕墙受到的振动。
同时，弹簧隔振器还可以提高幕墙的耐风能力和抗震能力，使建筑更加安全可靠。
二、降噪技术的创新城市噪音对人们的生活和健康造成了很大的影响，而高层建筑的幕墙往往是噪音传播的重要通道。
因此，在幕墙设计中采用降噪技术是十分重要的。
1. 窗户降噪技术的应用窗户是幕墙中噪音传播的主要通道，因此采用降噪技术来减少窗户传导的噪音是非常有效的。
一种常见的降噪技术是在窗户上安装多层玻璃，通过吸音膜、空气隔离层等结构，将噪音的传导和透射都大大减少，从而实现降噪效果。
2. 声学吸音材料的应用在幕墙设计中，通过使用声学吸音材料来减少噪音的反射和传播是一种常见的做法。
这些吸音材料可以通过吸收和散射噪音的能量，来减少噪音对建筑物内部的影响。
近年来，一种新型的声学吸音材料——纳米微孔陶瓷板，开始应用到幕墙设计中。
它具有良好的吸音性能和耐候性能，可以有效地减少噪音的传播，创造一个更加安静舒适的室内环境。
【精品】环境噪声控制工程课程教学指导
《环境噪声控制工程》课程教学指导一、本课程的性质、目的本课程是环境工程专业学生的专业必修课程，其目的在于使学生了解并掌握环境声学的基础理论，噪声控制的基本原理及方法,掌握环境噪声测试的基本知识及技能,为从事环境噪声污染治理奠定必要的理论基础。
二、本课程的教学重点本课程的教学应着重立足于：1、掌握声学的基础知识。
声学的基础知识包括：声波的产生、描述声波的基本物理量、声波的基本类型、声波的叠加、声波的反射、透射和衍射等。
噪声污染控制所针对的三个环节：声源、传播途径和受主都和声波的特性密切相关。
只有在掌握声学基本知识的基础上，才能展开对噪声污染控制原理及技术的教学。
2、掌握环境噪声测试、监测及控制的基本方法。
包括环境噪声测量中常用的一些仪器设备和相关方法,各种噪声的监测方法,噪声控制的基本原则和基本程序以及实际工程中常用的几种控制方法.明确各种方法的特点和使用环境。
3、掌握环境噪声影响评价的工作程序和内容。
能运用各种方法，采用系统分析法从区域整体出发，进行环境噪声污染综合治理,并寻求解决问题的最佳方案。
此外，还应了解我国目前的环境噪声法规和环境噪声标准。
三、本课程教学中应注意的问题鉴于本课程的理论性与实际应用性联系甚密的特点及其内容体系的不断更新等特点，本课程的教学过程中应该注意：1、注重声学基础知识的掌握，在此基础上展开对环境噪声控制基本原理及方法的教学；2、除教材提供的教学内容外,适当介绍当前国内外的一些新技术；3、应多用教学案例与课程教学内容密切结合,增加学生的可接受性和兴趣。
四、本课程的教学目的通过本课程所有教学环节，应使学生：1、掌握声学的基础知识。
包括：声波的产生、描述声波的基本物理量、声波的基本类型、声波的叠加、声波的反射、透射和衍射等。
2、掌握环境噪声测试、监测及控制的基本方法。
包括环境噪声测量中常用的一些仪器设备和相关方法,各种噪声的监测方法,噪声控制的基本原则和基本程序以及实际工程中常用的几种控制方法.明确各种方法的特点和使用环境。
减振降噪技术在高速船舶上的应用
减振降噪技术在高速船舶上的应用随着高速船舶的发展，减振降噪技术在船舶设计和船舶运行中的应用日益重要。
高速船舶的运行带来了巨大的噪声和振动，在船舱内部会对乘客和船员的舒适性和健康造成不良影响。
减振降噪技术旨在减少船舶运行中产生的噪声和振动。
振动主要由船舶主机、推进器和船体运动产生，噪声主要由发动机、排气系统、船体与水面的相互作用等因素引起。
下面将详细介绍减振降噪技术在高速船舶上的应用。
对于船舶主机的振动和噪声控制，可以采用减振器和隔振装置来降低振动传递和噪声辐射。
减振器主要是通过消耗和转换振动能量来减少振动的传递。
常用的减振器有弹性支座和阻尼器等。
而隔振装置则是通过隔离振动源和振动接收体之间的直接传递路径，减少振动的传递。
采用悬浮结构和弹性支承，可以有效降低船舶主机的振动和噪声。
对于船体的振动和噪声控制，可以采用结构阻尼和减震材料来降低振动和噪声辐射。
结构阻尼可以通过在船舶结构上安装阻尼器和阻尼材料，改变结构的共振频率，降低振动和噪声辐射。
减震材料则是通过吸收和散射振动能量来减少振动和噪声的产生。
常用的减震材料有橡胶、泡沫塑料等。
针对船舶运行中产生的排气噪声，可以采用降噪器和消声器来降低噪声辐射。
降噪器主要是通过增加噪声传播路径长度和消音量来减少噪声的传播。
消声器则是通过吸收和散射噪声能量来降低噪声的辐射。
常用的消声器有消音波纹管和消声壳等。
除了上述技术，还可以通过优化船舶的结构设计和航行参数来降低振动和噪声。
在船舶设计中采用流线型船体和减阻设计，可以减少水动力噪声的产生。
在船舶运行中，通过优化船舶的航行速度和航向角度等参数，可以减少水动力和机械振动的产生。
减振降噪技术在高速船舶上的应用包括减振器和隔振装置的应用、结构阻尼和减震材料的应用、降噪器和消声器的应用，以及优化船舶的结构设计和航行参数。
这些技术可以有效降低高速船舶运行中产生的振动和噪声，提高乘客和船员的舒适性和健康。
阻尼减振
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大的宇航器、发射器在发射阶段往往受到激烈的 发动机噪声干扰。
某大型发射器发射时在壳体外部测得的声压级
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7.1 阻尼的定义与作用 7.2 阻尼减振的原理 7.3 阻尼材料 7.4 阻尼基本结构及其应用
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7.1 阻尼的定义与作用
7.1.1 阻尼的定义
阻尼 是指系统损耗能量的能力。从减振的
角度看，就是将机械振动的能量转变成热能或其 它可以损耗的能量，从而达到减振的目的。 视频
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【例】
其底座内所填充的 混凝土的内摩擦阻力较 高，再配上封泥芯的床 身，使机床有较高的抗 振性。
DEN480L型数控车床底座和床身示意图
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（5）磁电效应阻尼
机械能转变为电能的过程中，由磁电效应产生阻尼。 在磁极中间设置金属导磁片，磁片旋转时切割磁力 线而形成涡流，涡流在磁场作用下又产生与运动相反的 作用力以阻止运动，由此而产生的阻尼称为涡流阻尼。 涡流阻尼的能量损耗由电磁的磁滞损失和涡流通过电阻 的能量损失组成。
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常用材料的损耗因子ຫໍສະໝຸດ 材料钢、铁 有色金属
玻璃 塑料 有机玻璃 木纤维板 混凝土 砂（干砂） 粘弹性材料
损耗因子
1 × 10 -4 ~ 6 × 10 -4 1 × 10 -4 ~ 2 × 10 -3 0.6 × 10 -3 ~ 2 × 10 -3 5 × 10 -3 ~ 1 × 10 -2 2 × 10 -2 ~ 4 × 10 -2 1 × 10 -2 ~ 3 × 10 -2 1.5 × 10 -2 ~ 5 × 10 -2 1.2 × 10 -1 ~ 6 × 10 -1
2 × 10 -1 ~5
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从物理现象上区分，阻尼可以分为以下五类： （1）工程材料内阻尼
声学小知识分享：隔声、吸声、消声原理及阻尼减振
声学⼩知识分享：隔声、吸声、消声原理及阻尼减振1、声波的产⽣①声⾳的三个基本要素：频率：每秒振动的次数。
可听声的频率在20-20KHz频率：波长：波长：声源完成⼀周的振动，声波所传播的距离。
可听声的波长在17m-17mm。
声速：每秒钟传播的距离。
声速与温度有关，c=331.4+0.6t m/s，其中：c=fλ。
声速：②频谱：频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。
声⾳不同，其组成的频率和能量的分布也不同。
正因如此，才能区别各⾊各样的声⾳，声⾳的这些组成频率和能量分布的关系，称为这⼀声⾳的频谱，不同的声⾳具有不同的频谱。
例如，⽤频率为横坐标，以声压级为纵坐标，即可做出此声⾳的声谱图。
声压：有声波时媒质中的压⼒和静压⼒的差值。
单位为Pa。
③声压：频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。
声⾳不同，其组成的频率和能量的分布也不④频谱：同。
正因如此，才能区别各⾊各样的声⾳,声⾳的这些组成频率和能量分布的关系，称为这⼀声⾳的频谱，不同的声⾳具有不同的频谱。
2、噪声污染①什么是噪声?噪声是⼈们不需要的声⾳，噪声是物理污染，噪声是现代⼯业化带来的后果，同时，噪声和噪声控制技术的进步也促进⼯业⽣产和交通运输的发展。
②噪声控制：噪声控制是研究如何获得适当声学环境的技术科学，即达到经济上、技术上和要求上合理的声学环境。
③噪声降低的标准《声环境质量标准》GB3096-2008《社会⽣活环境噪声排放标准》GB22337-2008《⼯业企业⼚界噪声标准》GB12348-2008ETSI 300 735欧洲通讯设备测量标准和限制噪声标准分三类：听⼒保护标准环境保护标准机电产品标准④噪声的危害噪声⾸先是对听⼒的影响，作⽤是累计性的。
噪声性⽿聋是不可逆的。
当对500、1000、2000HZ三个频率损失的平均值超过25—40分贝时，为轻度⽿聋；40--65分贝时为中度⽿聋；65分贝以上是重度⽿聋。
噪声对神经系统的影响，使⼤脑⽪层的兴奋和抑制平衡失调，长久接触产⽣头痛、头晕、⽿鸣、失眠多梦、记忆⼒减退称为神经衰弱或神经官能症。
“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计(十一)
“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计（十一）随着现代工业的持续发展，产生剧烈振动的工具和大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重。
为了减少这类振动和噪声给人们的生活和工作带来影响，使用阻尼材料进行减振降噪成为了解决上述问题有效的手段之一。
那阻尼材料是一种什么材料？这个需要先从阻尼说起。
什么是阻尼？指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性。
从减振角度看，就是将机械振动的能量转变成热量和其他可消耗的能量，从而达到减振的目的。
< 阻尼示意图>而在振动物体产生高的共振振幅前，先将一部分振动能在自身中消耗，以达到减少振幅、降低振幅为目的的材料，我们统称为阻尼材料。
在市面上，其种类繁多，概括起来可分为以下几种：1、黏弹性阻尼材料（即高聚物阻尼材料）2、复合阻尼材料3、陶瓷类耐高温阻尼材料4、智能型阻尼材料因不同阻尼材料的阻尼性能相差极大，大多数结构材料如金属材料的损耗因子较小，高聚物黏弹材料的损耗因子则较大。
< 高分子阻尼材料：Soundbox隔声毡>其中，高聚物阻尼材料作为一类新的功能材料，其阻尼性能比高阻尼合金要高出1-2个数量级。
具有一定优势的阻尼性能，已广泛应用于民用建筑、尖端武器装备、航天飞行器、航海、环境保护等各个方面。
那高聚物阻尼材料到底是一种怎样的材料，有什么作用？主要用在哪里？什么是高聚物阻尼材料？高聚物阻尼材料是以高分子量的聚合物制成的一种高分子阻尼材料，也可以说聚合度很高的聚合物是高分子，属于功能性阻尼材料。
< 高聚合物是高分子，高分子不局限于聚合物>它是一种具有吸声、隔热、防振等功能，多用在使用温度、使用频率下有较大内耗峰的材料。
如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等。
按使用方法可分喷涂型、自粘型和胶片型3种：1.喷涂型可直接通过喷涂或辊涂、刮涂的方式附着在结构基材表面上，如水性阻尼涂料；2.自粘型阻尼材料可直接粘在结构件表面；3.胶片型则用作垫片或用热压、涂施胶黏剂等方法粘接。
噪声学-复习整理
噪声学-复习整理环境噪声控制⼯程第⼀章：绪论⼀、环境噪声标准分为以下三种：1.城市区域环境噪声标准GB3096-93;2.⼯业企业⼚界标准GB12348-90;3.⼯业企业⼚区各类场所噪声限制（噪声卫⽣标准）GBJ87-85。
掌握1和2的功能区分类等，如下：第⼆章：声波的物理基础⼀、频谱频谱图：把某⼀信号中所包含的频率成分，按其幅值或相位作为频率的函数作出的分布图，称作该信号的频谱图。
分：1.离散谱：2.连续谱3.复合谱（见书11）⼆、频程把某⼀范围的频率划分成若⼲⼩的频率段，每⼀段以它的中⼼频率为代表，然后求出声信号在各频率段的中⼼频率上的幅值，作为⼀种频谱，将这样分出来的频率段叫频程。
在划分频程时，使每⼀个频率段的下限频率与上限频率的⽐值为确定的常数。
掌握概念：倍频程和1/3倍频程（见书11）三、声强级、声压级、声功率级定义声强级：⼀个声⾳的声强级L I是该声⾳的声强与基准声强之⽐的常⽤对数乘以10，以分贝计，即: 基准声强I0在空⽓中为10－12W／m2,它是1000Hz声⾳的可听阈声强。
声压级：某声压p与基准声压p0之⽐的常⽤对数乘以20称为该乘以的声压级，以分贝计，即: 基准声压p0在空⽓中为2×10-5Pa。
声功率级：某声功率W与基准声功率W0之⽐的常⽤对数乘以10称为该乘以的声功率级，以分贝计，即:基准声压p0在空⽓中为10-12W。
四、声压级的叠加（计算）有n个不同的噪声源互不相⼲，其中第i个噪声源在某测点处测得的声压级为Lpi,当n个噪声源同时发声，在该点处产⽣的总声压级为：注意：2个⼤⼩相等的噪声叠加后，总声压级⽐原来单独时⾼3（dB）五、声波的反射和透射反射系数r p:反射声压幅值与⼊射声压幅值之⽐。
r p⼤，则吸声差，r值⼩的材料称为吸声材料。
声压透射系数t p：透射声压幅值与⼊射声压幅值之⽐。
t p⼤，则隔声差，t p值⼩的材料称为隔声材料。
六、声传播中的距离衰减（计算）点源：计算从距离r1传播到距离r2时，声强级或声压级衰减量△L，则有：连续线声源：当传播距离从r0⾄r2时，声压级或声强级的衰减量为：第三章：噪声基本评价量⼀、响度级以1KHz纯⾳为基准声⾳，任何声⾳如果听起来和某个1KHz纯⾳⼀样响，那么这个1KHz纯⾳声压级的分贝值就是该声⾳的响度级，单位phon。
噪声污染与控制PPT课件
一、噪声与噪声源
3、噪声源 交通运输噪声 交通运输噪声是由各种交通运输工具（包括汽车、火车、船舶、飞机等）在行驶中产生的。 道路宽度、道路质量、速度、交通量都是噪声产生的重要因素。 城市噪声源有70%来自交通噪声，其产生的声音， 如喇叭（90-110dB）、载重汽车（80-92dB）等都
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二、噪声控制技术
• 共振吸声材料：一般为表面穿孔的薄膜或薄板，应用共振原理，使声音与薄板或薄膜固有频率产生共振或 声音与板后空腔气室空气产生共振，使声音能量转化成机械能、热能等能量。
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二、噪声控制技术
• 吸声结构设计
------空间吸声体：由框 架、吸声材料和护面结 构做成具有各种形状的 单元体。
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二、噪声控制技术
• 隔声间：小范围内有 很多分散的噪声源， 则可以用一个小空间 把所有噪声源一起隔 离开，即隔声间。
• 隔声屏：将隔声结构 设置在噪声源和受声 点之间，使噪声发生 绕射，在屏障后形成 声影区，阻挡噪声的
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二、噪声控制技术
3、接受者控制 听觉和头部：耳塞、耳罩 、防声头盔等。 胸部的防护：防护衣等。 合理规划城市布局，培养环境道德，广泛发动群众控制噪声。
5、噪声污染的危害 • 噪声损伤听力：人短时间处于噪声环境时，即使离开噪声环境，
耳朵也会造成短期听力下降。如果长时间无防护的在较强噪声 环境中工作，离开噪声环境后听觉敏感性恢复时间就会加长， 称为听力疲劳。随着听力疲劳的加重，会造成严重的听力问题。 一般情况下，85dB以下的噪声不会危害听觉。当人耳突然受到 140-150dB以上的强烈噪声，会导致急性耳聋。
超过了噪声允许值（85dB）。
阻尼技术在窗式空调器减振降噪中的
) . 单位 #$ " %
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三维立体图 表面图 " % " % 1 2 第一阶模态振型图 " 3%
图 + 有限元第三阶模态振型图
三维立体图 表面图 " % " % 1 2 第三阶模态振型图 " % 4 图 * 实验模态振型图
图 @ 机壳顶部局部约束阻尼处理
表 B 标准点噪声声压级 单位 C = = > > D E F
低风 处理前 处理后 降噪量 # " A ! , ! " , + 高风 # . # + , @ " , . 低冷 # # + . 高冷 # # , # # , 2 + , @
万方数据
噪声与振动控制 8 + 9N, , O PQ R S Q T博士 % 模态分析技术 % 清华大学出版社 % 8 . 9官迪华 % + ! ! J 阻 尼 减 振 降 噪 技 术% 西安交通大学出版 8 9戴 德 沛 % 社% + ! @ J 在高速工业平缝机减振降噪中阻尼技术 8 A 9王开和 % 应用研究 % 振动与冲击 % + ! ! A年第 -期
8 9
处理前 处理后 减振量 减振率 = K>
+ , . A
J , J 2 J + + , " J @ + J J , . @ + + J , @ @ J , # J A + A , @ ! . A ! , # @ # 2 , 2
表 -的数据说明 % 经过局部约束阻尼处理 % 窗式空调器标准点噪声在低冷和高冷两种工况 下 降 低 较 明 显% 降噪量为 + 低风 , @ 5. = % L M $> 和 高 风 状 态 下 降 噪 效 果 不 好% 这验证了前面的 低冷和高冷状态下 % 机壳顶部的振动对标 结论 C 准点噪声贡献较大 & 表 A所显示的是减振效果 数 据% 从 表 A中 可 看 出 拾 振 点 的 振 动 幅 值 得 到 大幅度的下降 &
窗式空调器压缩机阻尼减振降噪技术
》
（‘）未采用软量连接
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＠５８２ ０３№５８１．２２６ ｏ ８７Ｉ．０９№４８４．２７６
２．２压缩机隔振试验
试验测出在使用不同的隔振垫时．压缩
机的３个底脚、压缩机的顶部、靠近３个底脚
的空调器底板以及与空调器箱壳相连的隔板
的抬振点振动加速度值，其直方图见图９。
当选用粘弹性高阻尼材料９０５０作隔振
垫时，压缩机的底脚、靠近底脚的空调器底板 的振动值都有较大程度的降低，与空调器箱
底胄１癌脚２底辟３厦部蠢扳¨Ｅ板２詹蕾３焉美
冷工况及压缩机单独工作的标准点噪声自功率谱．见图２。
●
１．２振动分析
为了识别窗式空调器的振动潭，在空调器的箱壳顶部设置了抬振点，用来测取各抬振点在四十工况
下的振动信号。
经分析得出，在低风和高风工况下，窗式空调器的主要振动壤率分量为风扇电机的激励频率及其六
倍频分ｔ。而在低冷和高冷工况下的主要振动频率分量为压缩机振动的基频及其倍额分量，见图３。
田１２低冷工况标准点噪声自功率谱圈
由田１２看出．采用软管连接后，２４２．１９｝ｋ及２９１．０２Ｈ‘等由压缩机引起且声撮相干性较好的频率
峰值太幅度降低。这也说明在低冷来自况下的噪声主要是由压缩机及管路的振动而引起。
试验发现，改为软管连接后，空调器在高冷工况的标准点噪声仅降低了１ ｄＢ（Ａ），箱壳的振动降低
收稿日期：２０００．１１．１９ 作者简开：许冒琦（１９７４一）．女．河北秦皇岛人，天律轻工业学院硬士研究生。
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第十章．阻尼减振降噪技术A、教学目的1.隔振及其原理(C：理解)2.阻尼降噪及其原理(C：理解)3.阻尼降噪的量度(B：识记)4.阻尼材料和结构的特性及选用(B：识记)B、教学重点隔振原理、阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。
C、教学难点阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。
D、教学用具多媒体——幻灯片E、教学方法讲授法F、课时安排2课时G、教学过程声波起源于物体的振动，物体的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声(称”空气声”)外，还通过其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”，固体声在传播的过程中又会向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。
振动除了产生噪声干扰人的生活、学习和健康外，特别是1~100Hz的低频振动，直接对人有影响。
长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，机械设备或建筑结构也会受到破坏。
对于振动的控制应从以下两方面采取措施：一是对振动源进行改进以减弱振动强度；二是在振动传播路径上采取隔振措施，或用阻尼材料消耗振动的能量并减弱振动向空间的辐射。
从而，直接或间接地使噪声降低。
一. 振动对人体的危害从物理学和生理学角度看，人体是一个复杂系统。
如果把人看作一个机械系统。
振动的干扰对人、建筑物及设备都会带来直接的危害。
振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动：全身振动是指人直接位于振动体上时所受的振动；局部振动是指手持振动物体时引起的人体局部振动。
可听声的频率范围为20～20000 Hz，而人能感觉到的振动频率范围为1～100 Hz。
振动按频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30-100Hz)和高频振动(100 Hz以上)。
实验表明人对频率为2—12 Hz的振动感觉最敏感。
对于人体最有害的振动频率是与人体某些器官固有频率相吻合(即共振)的频率。
这些固有频率是：人体在6 Hz附近；内脏器官在8Hz附近；头部在25 Hz；神经中枢则在250Hz左右。
低于2Hz的次声振动甚至有可能引起人的死亡。
人对振动反应的敏感度按频率和振幅大小，大致分为6个等级，见图10-1。
(P203)振动的影响是多方面的，它损害或影响振动作业工人的身心健康和工作效率，干扰居民的正常生活，还影响或损害建筑物、精密仪群和设备等。
根据人体对某种振动刺激的主观感觉和生理反应的各项物理量，国际标准化组织(ISO)和一些国家推荐提出了不少标准，主要包括局部振动标准(ISO5349-1981,P203)、整体振动标准(ISO2631-1978,P204)和环境振动标准(GB10070-88, P205)。
局部振动标准(ISO5349-1981):如人的手所感受的振动。
整体振动标准(ISO2631-1978):振动对人体的作用取决于：振动强度、频率、方向、暴露时间4个因素。
环境振动标准(GB10070-88):主要针对各种机械设备、交通运输工具和施工机械所产生的振动，以及城市区域环境振动污染。
二. 阻尼材料及其阻尼性能评价指标衡量阻尼材料的阻尼性能主要是根据阻尼材料的损耗因子、振动频率、振幅三要素。
其中，又以阻尼材料的损耗因子作为一般比较对比的主要因素：目前表征材料阻尼性能的参量较多，其中还有玻璃化转变温度Tg，Tg是否与使用环境温度相适应是选择阻尼材料的关键。
最常使用的度量参量比阻尼能力χ、相位差角正切tanφ、对数衰减率δ和品质因子的倒数１／Q等；常用阻尼性能的表征参量有(阻尼材料损耗因子β)复合结构损耗因子η(即单位弧度的阻尼容量：为每单位弧度的相位变化的时间内，内损耗的能量与系统的最大弹性势能之比。
)、阻尼比ϕ以及损失能量与存储能量之比M2／M1 ；这些参量在一定条件下可以相互转换，当阻尼值较小，即tanφ<0.1时，χ/2π＝φ＝tanφ=δ/π= Q-1=η=2ϕ= M2／M1①粘性阻尼系数C即阻尼力与振动速度之比。
②临界阻尼系数C C即共振时所能容许的最大粘性阻尼系数。
③阻尼比ξ=C/C C阻尼系数C与临界阻尼系数C C之比。
④阻尼容量ψ即每振动一个周期所损失的能量与系统的最大弹性势能之比。
三. 隔振及其原理研究环境振动防治前，必须先弄清环境振动的传播途径和规律，才能制定的防治对策和控制方法。
下图(P206)为环境振动的传播过程。
在环境保护中遇到的振动源主要有：工厂振源(往复旋转机械、传动轴、电磁振动等)，交通振源(汽车、机车、路轨、路面、飞机、气流等)，建筑工地(打桩、搅拌、风镐、压路机等)以及大地脉动及地震等；传递介质主要有：地基地坪、建筑物、空气、水、道路、构件设备等；接受者除人群外，还包括建筑物及仪器设备等。
振动控制的基本方法根据振动的性质及其传播的途径，振动的控制方法可归纳为三类：①减少振动源的扰动振动的主要来源是振动源本身的不平衡力引起的对设备的激励。
减少或消除振动源本身的不平衡力(即激励力)，从振动源来控制，改进振动设备的设计和提高制造加工装配精度，使其振动最小．是最有效的控制方法。
例如，鼓风机、高压水泵、蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械，大多属高速旋转类，每分钟在于转U上，其微小的质量偏心或安装间隙的不均匀常带来严重的危害。
为此，应尽可能调好其静、动平衡，提高其制造质量，严格控制安装间隙，以减少其离心偏心惯性力的产生。
性能差的风机往往是动平衡不佳，不仅振动厉害，还伴有强烈的噪声。
②防止共振振动机械激励力的振动频率．若与设备的固有频率一致，就会引起共振，使设备振动得更厉害。
起了放大作用，其放大倍数可有几倍到几十倍。
共振带来的破坏和危害是十分严重的。
本工机械中的锯、刨加工，不仅有强烈的振动，而且常伴随壳体等共振，产生的抖动使人难以承受，操作者的手会感到麻木。
高速行驶的载重卡车、铁路机车等，往往使较近的居民楼房等产生共振，在某种频率下，会发生楼面晃动，玻璃窜强烈抖动等。
历史上赞发生过几次严重的共振事故，如美国Tacoma 峡谷悬索吊桥，长853 m ，宽12 m 左右，1940年固风灾(8级大风)袭击，发生了当时难以理解的振动．引起共振，历时1h ，使笨重的钢桥翻腾扭曲，量后在可怕的断裂声中整个吊桥彻底毁坏。
因此，防止和减少共振响应是振动控制的一个重要方面。
控制共振的主要方法有：改变设施的结构和总体尺寸或采用局部加强法等，以改变机械结构的固有频率；改变机器的转速或改换机型等以改变振动源的扰动频率；将振动源安装在非刚性的基础上以降低共振响应；对于一些薄壳机体或仪器仪表柜等结构，用粘贴弹性高阻尼结构材料增加其阻尼，以增加能量逸散，降低其振幅。
③采用隔振技术振动的影响，特别是对于环境来说，主要是通过振动传递来达到的，减少或隔离振动的传递，振动就得以控制。
采用大型基础来减少振动影响是最常用最原始的方法。
根据工程振动学原则合理地设计机器的基础，可以减少基础(和机器)的振动和振动向周围的传递。
根据经验，一般的切削机床的基础是自身重量的1-2倍，而特殊的振动机械如锻冲设备则达到设备自重的2-5倍，更甚者达10倍以上。
在振动机械基础的四周开有一定宽度和深度的沟槽——防振沟，里面填充松软物质(如木屑等)或不填，用来隔离振动的传递，这也是以往常采用的隔振措施之一。
在设备下安装隔振元件——隔振器，是目前工程上应用最为广泛的控制振动的有效措施。
安装这种隔振元件后，能真正起到减少振动与冲击力的传递的作用，只要隔振元件选用得当，隔振效果可在85％-90％以上，而且可以不必采用上面讲的大型基础。
对一般中、小型设备，甚至可以不用地脚螺钉和基础，只要普通的地坪能承受设备的静负荷即可。
隔振原理研究机器设备振动力传递给基础的基本模型是一个单自由度系统。
虽然实际振动控制系统可能很复杂，但单自由度系统的分析概念和隔振原理却是理解和解决复杂问题的基础，其方法也大体相同。
下右图是一个单自由度振动系统模型。
振动系统的主要参量是质量M 、弹簧K 、阻尼δ，外激励力F ，y 表示振动在y 方向的位移，根据牛顿第二定律系统的运动方程为：F y K dt dy dty d M =⋅++δ22 式中：22dty d M ：惯性力 dtdy δ：粘滞阻尼力 y K ⋅：弹性力t F F ωcos 0=：设定外力为简谐力22)(ωωδK M Z m -+=：力阻抗则可解得：)cos()cos(00ϕωωϕωβ+⋅⋅++⋅=⋅-t Z F t e A y mt ： 振动波形(振幅随时间的变化曲线)2200)(ωωδωωK M F Z F A m -+⋅=⋅= ：最大振幅结论：①影响振动波的因素主要和振动体的固有频率、阻尼减振结构或材料相关。
②阻尼系统中，振动波形公式第一项会消减，外有激励力的影响决定振动达到稳态振动(规律性)的持续时间(即振动波形公式第二项)。
③振动是与时间、振幅、固有频率相关量，也是与振动体系中刚弹性能、阻尼性能相关的量。
隔振的力传递率力传递率T f 定义为通过隔振装置传递到基础上的力F f 的幅值F f0与作用于振动系统上的激励力的幅值F 0之比。
2022202022200)/(4])/(1[)/(41)(f f f f f f Z K F F T m f f ξξωδω+-+=+== 式中：0/δδξ=：阻尼比(阻尼因子)结论：①1/0《f f 时，无隔振作用；②1/0=f f 时，放大振动作用； ③2/0》f f 时，有隔振作用；四、阻尼降噪及其原理阻尼是指阻碍物体的相对运动，并把运动能量转变为热能的一种作用。
阻尼材料是具有内损耗、内摩擦的材料，如沥青、软橡胶以及其它一些高分子涂料。
阻尼降噪即在振动结构上涂上或粘附上一层内摩擦阻力大的阻尼材料来抑振，降低辐射噪声。
4.1.阻尼材料的阻尼能力大小评价指标①粘性阻尼系数C即阻尼力与振动速度之比。
②临界阻尼系数C C即共振时所能容许的最大粘性阻尼系数。
③阻尼比ξ即ξ=C/C C 。
④阻尼容量ψ即每振动一个周期所损失的能量与系统的最大弹性势能之比。
⑤损耗因子η即单位弧度的阻尼容量。
4.2.附加阻尼的常用方法① 自由阻尼层结构 （阻尼材料被压缩变形）:既无任何刚性结构材料的贴附或约束。
自由阻尼层结构损耗因子：212122)(14d d E E ⋅⋅=ηη 一般涉及参量有：E 1、E 2——分别为基材和阻尼材料的弹性模量，η2——阻尼材料损耗因子，d 1、d 2——分别为基材和阻尼材料的厚度。
② 约束阻尼层结构 （阻尼材料被剪切变形）：指有刚弹性材料的粘附或约束。
21133max 3ηηηηE E = 一般涉及参量同上，E 3 、η3分别是约束层的弹性模量和损耗因子。
四、阻尼降噪的量度阻尼材料的阻尼系数、声阻抗、声压级的为指标的降噪量。
五、阻尼材料和结构的特性及选用粘弹性阻尼材料动态性能主要指复剪切模量实部G D （或复杨氏模量实部E D ）和材料损耗因子η。