噪声和振动的主动控制((澳)C.H.汉森,(澳)S.D.斯奈德著;仪垂杰等译)思维导图

（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。

噪声与振动控制引言噪声和振动是我们日常生活中常见的问题，它们会对我们的健康和生活质量造成负面影响。

因此，噪声和振动控制成为了工程技术领域研究和解决的重要课题。

本文将介绍噪声和振动控制的基本概念和原理，并讨论一些常用的控制方法和技术。

噪声控制噪声的定义噪声是指在环境中产生的任何有害、刺激性或不需要的声音。

噪声可以来自于各种不同的源，例如交通工具、机械设备、工业过程以及人声等。

噪声的危害长期暴露在高噪声环境中会对人体健康产生负面影响。

噪声对人耳造成的直接伤害包括听力受损、耳聋等。

此外，噪声还会引起焦虑、失眠、血压升高等健康问题。

噪声控制的原理噪声控制的基本原理是减少噪声源的产生和传播。

噪声控制方法可以分为主动噪声控制和被动噪声控制。

•主动噪声控制：主动噪声控制是通过添加与噪声相反的声波来消除噪声。

这种方法需要使用专门的主动噪声控制系统和传感器监测噪声源。

主动噪声控制可以在不改变环境条件的情况下降低噪声水平。

•被动噪声控制：被动噪声控制是通过隔离和吸收噪声来减少噪声传播。

常见的被动噪声控制方法包括使用隔音材料、减震装置以及布置隔声墙等。

噪声控制技术以下是一些常用的噪声控制技术：1.声波传播路径优化：通过优化声波传播路径，可以减少噪声的传播和反射。

例如，在建筑设计中，可以使用合适的材料和布局来减少噪声传播。

2.机械隔离：使用机械隔离装置，如弹性支撑装置和减振器，可以减少振动的传播和噪声的产生。

3.声音吸收材料：使用吸音材料可以减少声音的反射和扩散，从而降低噪声水平。

常见的吸音材料包括泡沫、纤维板和矿棉等。

4.噪声屏障：设置噪声屏障可以阻挡噪声的传播。

噪声屏障通常由有吸音能力的材料制成，可以放置在噪声源和受影响区域之间。

振动控制振动的定义振动是物体在力的作用下产生周期性的机械运动。

振动可以分为自由振动和受迫振动两种。

•自由振动：物体在没有外力作用下，自然地以固有频率振动。

•受迫振动：物体受到外力的作用，并以外力的频率振动。

船舶的噪声与振动控制纪瑞摘要：近年来，我国各行业发展如火如荼，国家呈现一片蒸蒸日上、欣欣向荣的景象，船舶行业也取得了很大的发展。

船舶运行期间，需要借助于螺旋桨、主机、推进系统等动力机械与风机、泵等辅助机械装置才可产生运行动力正常行驶，但是这些机械工作时发出的噪声及振动较大，船体长时间受到这些装置工作的影响，有着较高的风险发生船体结构破坏问题，而且船员在此种工作环境下工作容易出现身体健康问题，所以船舶噪声和振动控制处理非常重要，要求研究人员可以对船舶发出的噪声与振动进行研究，找出有效控制的办法，指导船舶设计人员可以在后续的设计工作中利用控制噪声与振动元件，合理设计船舶结构，从而确保设计出的船舶有着较长的使用寿命，船员可安全的在船舶上开展各项海上生产及作业工作。

关键词：船舶；噪声与振动；控制措施引言随着工业水平不断提高，船舶等运输工具在外形方面逐渐向大型化发展。

船舶设备运行时间过长导致零部件松散、管路破裂等问题，使船体及内部结构的振动噪声问题也日益严峻。

如何有效保障大型船舶设备安全运行，有效控制船舶振动噪声成为当前研究的重点课题。

1振动源与噪声源分析船舶结构中的主机、柴油机、主推进及主螺旋桨等装置是造成船舶振动源（噪声源）的主要因素，分析多因素与振动源（噪声源）之间的相关性，发现柴油机、螺旋桨装置为重要的影响因素，其中柴油机运转期间可以为船舶提供运行动力，会产生修复力矩、惯性力等振动（噪声）干扰力，而螺旋桨则可以在工作中产生轴承力、叶频干扰力等影响振动振幅大小的激振力。

分析船舶发出的噪声可知主要包括三类：空气动力、电磁、机械噪声，划分依据为发出噪声的声源，还可以依照船舶上噪声发出的具体位置，将噪声划分为船体振动、结构激振、螺旋桨噪声等多类。

研究船舶振动源、噪声源期间，需要对船舶作以局部结构模态分析，从而可让研究人员充分掌握船舶结构阻尼、振型及频率等参数，进而依据参数明确船舶出现振动及噪声期间，是否同时出现谐振现象，并且通过参数还可以对船舶频率、振型的正确性进行测试，从而可结合多项分析结果来预测船舶振动源位置。

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。

汽车振动噪声与控制文献综述中国汽车产业已进入内涵式发展的稳健增长期，车型品质的提升已取代产能的增长成为发展的主流，这对汽车的噪声、振动与声振粗糙度(Noise, Vibration, Harshness, NVH)提出日益苛刻的要求，使得汽车NVH性能越来越受到重视，成为衡量汽车品质最重要的指标之一。

前期汽车NVH控制主要集中在发动机、车身等主要系统上，随着这些主要系统的NVH问题得到解决，其研究重心开始转向声品质技术、新能源汽车NVH、车身底盘NVH、制动系和悬架系NVH以及振动主动控制等方面。

汽车的NVH问题可以从三个层面上考虑：接受体（方向盘的加速度或人耳处的声压等，但最终是人对振动噪声的感觉）；传递路径（隔振隔声系统，车身及内饰等）；振动噪声源（发动机/驱动电机、齿轮传动系统、路面不平、风噪声等）。

一、接受体处NVH分析与控制1.1声品质评价首先，在对车辆振动与噪声进行分析前需对其NVH状况进行评价。

驾驶室内成员处的振动评价相对简单，而人耳对噪声的感知则较为复杂，同时由于汽车车身及底盘技术、汽车发动机技术的突飞猛进，特别是新能源汽车的持续推广，除发动机噪声外，其他排气噪声、传动系噪声、轮胎噪声、空气动力噪声及车身壁板结构振动辐射噪声等，对车辆整体噪声的贡献相对增大，使得车辆噪声控制问题变得更加复杂。

因此，声品质技术应运而生。

声品质是指在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性，声品质中的“声”是人耳的听觉感知，“品质”则是指人耳对声音事件的听觉感知过程，并最终做出的主观判断。

人是声品质最终的接受者和最直接的评价者，声品质受到声音固有特性、评价者的生理、心理等各方面的综合影响，因此声品质的研究是一个综合多领域的多学科研究。

声品质主观评价是以人为主体，通过问卷调查或评审团评议的形式，运用试验心理学来研究噪声问题，涉及测试对象选择、噪声准备、听测环境和评价方法等较多因素。

国际上常用的方法有成对比较法、语义细分法、等级评分法、排序法、多维尺度分析法等，是声品质研究中的一个重要方面。

第十章噪声与振动的主动控制•噪声的主动控制（有源噪声控制）•产生原因：低频噪声的控制比较困难，比较昂贵的，甚至不可能。

如果用无源控制，吸声材料要很厚，消声器要很大，弹性材料（用于隔振）要很软、很厚。

•有源噪声控制是利用一个或多个次级声源发出声以抑制原有噪声。

次级声源使用电子线路和扬声器，其发出的噪声功率须等于或大于原有噪声源的噪声功率，才能实现控制。

方式:1.抵消。

次级声源产生与原有噪声反相的噪声将其抵消。

这可称为“反声”。

2.改变原始噪声源的辐射特性。

原始噪声源旁放一噪声功率相同的反相次级声源，整个发射噪声功率都大为减少。

这不是抵消，是偶极声源。

次级声源的作用是使原始声源的辐射阻抗变成主要是声抗，而声阻很小。

3.主动吸收。

原始噪声驱动次级声源（例如扬声器的膜片）的振动，后者就把能量吸收了。

次级声源应在原始噪声源附近才能发生作用。

管道0标准传声器 O 误差传声器次声源噪声系统匸前馈控制F1R滤波器延迟估计计权修正\控制器管道原始噪声反馈控制二＞'误差传声器放大t・前馈式有源控制系统在控制点前一定距离用传感器拾取噪声源噪声（参考信号），经过控制器（一般常用数字式滤波器）将其调制到预计当噪声传播到控制点一段距离后应具有的特性，在该点用控制扬声器反相发出，以抵消原有噪声。

• 反馈式有源噪声控制系统则不需参考信号只要在控制点或控制点后一定距离拾取剩余噪声信号，通过控制器（一般用滤波器系统），使其具有原有噪声到达控制点时所应具有的特性, 由控制扬声器反相发出即可。

•管道有源降噪。

•自由声场中单极子声源降噪与多极子声源降噪。

•室内声场的噪声主动控制。

•瞬态噪声的控制。

原始声源次声源单极子噪声源和单极子次声源系统(a)次声源 原始声橡 次声源阪离（〃单•位波长0 ------------- • -------0.00 0.25 0.500.75d」-0.4 ).00薄扳」结构声辐射主动控制■--------------- -------- -------- I控制器Fig. 9.13 Test arrangement for active control of aircraft interior noise using point forces (after Simpson et al., 1991)<Noise signalAmp/Y Enginepylon、Fuselage-^Case (1)緡博Case (2^-[A7DSError --------------accelerometersControlshakert Noise signal|Oscillator]~~ControlleranddataacquisitionLaboratory equipmentControlsignalsource Error microphonesFig. 9.14 Control system and test equipment arrangement for the system of Fig. 9.13 (after Simpson et al., 1991).振动主动控制・主动消振・主动隔振・主动吸振・主动阻尼・主动结构修正•动响应控制直接法…-控制响应为目标设计控制律。