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噪声和振动污染控制工程讲义噪声与振动有着非常密切的关系。
许多噪声是由振动引起的，这种振动以弹性波的形式在空气、液体与固体介质中进行传播，分别称之气体声、液体声与固体声，通常将固体声称之振动。
噪声与振动污染的操纵原理十分相似：隔振的同时也起到降噪作用。
第一节噪声与噪声污染一、噪声定义正如水、空气与土壤等是我们生存必要的条件那样，我们务必生活在一个有声的环境之中，声音能够帮助人们交流信息、认识事物等，成为人们一切生产与生活活动的前提基础。
但有些声音对人体有害或者者是多余的，便称之噪声，由噪声造成的环境污染称之噪声污染。
广义上说来，一切可听的声音都有可能成为噪声。
我们所听到的各类声音是否成为噪声与许多条件与因素有关：除与声音本身的基本特性(波长、频率与声级)有关外，还与人的心理与生理状态有关，因此噪声与非噪声的区别不仅在于其本身特性(频率与强弱)，更在于同意对象的感受性与条件性。
二、噪声污染的特性1，噪声属于物理性污染：这种污染是局部性的，不可能造成区域、全球性污染。
2，噪声污染通常没有残余污染物：噪声一旦消除污染问题就得到完全解决。
3，噪声污染往往易被人们所忽视：尽管有影响，但我们需要生活在适度的声响环境中。
三、噪声的危害1，听力损害(1)暂时性听域迁移：当人耳短时间暴露于噪声时，会引起人们的听觉疲劳，但如今的听觉器官尚未发生器质性病变。
一旦噪声消除，听觉疲劳也就逐步消失，直至听觉恢复到正常状态。
(2)永久性听域迁移：又称之噪声性耳聋，是指人耳长期暴露于强噪声环境之中，听觉反复受到噪声的不断刺激，听域迁移由暂时性逐步成为永久性，听觉恢复越来越难，死亡的听觉细胞无法再生，造成永久性耳聋。
耳聋有轻重之分，通常以听力缺失进行衡量，如表1所示。
表1 听力缺失与耳聋程度2，诱发疾病诱发疾病是噪声污染的一个重要表达。
噪声作用于人的中枢神经系统，使得大脑皮层的兴奋与抑制平衡失调、条件反射特殊，导致头昏脑胀、疲劳与经历力衰退与肠胃功能紊乱等症状，严重时诱发胃溃疡、冠心病与动脉硬化等疾病。
机械振动与噪声的控制与分析随着现代工业的快速发展，机械设备在我们的日常生活和生产中扮演着重要的角色。
然而，机械设备的振动和噪声问题却是常见的，给人们的生活和工作环境带来不利影响。
因此，控制和分析机械振动与噪声成为一项重要的课题。
本文将介绍机械振动与噪声的控制和分析方法。
一、振动的控制与分析振动是机械设备普遍存在的现象，其产生主要是由于旋转部件的不平衡、结构松动、运动部件磨损等原因造成的。
振动不仅会对机械设备自身造成损害，还会传导到周围环境，产生噪声。
因此，对机械振动进行控制和分析是非常重要的。
1. 振动控制方法（1）改善机械结构：通过改善机械结构、加固连接部件等方式，减小振动的产生和传播。
（2）安装隔振设备：在机械设备的基础上安装隔振装置，如隔振垫、隔振座等，能有效减弱振动的传导。
（3）使用减振器：如液体阻尼器、弹性元件等，能够吸收和减弱机械设备的振动。
（4）动态平衡：对旋转机械部件进行动平衡处理，消除旋转不平衡引起的振动。
2. 振动分析方法（1）频率谱分析：通过将振动信号转换为频谱特性，了解振动的频率分布情况，进而分析振动产生的原因。
（2）时域分析：通过观察振动信号的波形，分析振动信号的幅值、周期等，来了解振动信号的特征。
（3）模态分析：通过对机械结构进行模态分析，确定其固有频率和振型，从而找出振动的主要模态。
二、噪声的控制与分析噪声是由机械设备振动、震荡等运动形式引起的声音，对人们的生活和工作环境造成干扰和伤害。
因此，噪声的控制和分析也是非常重要的。
1. 噪声控制方法（1）降低噪声源：采用减振、减震、减振等方法减少机械设备本身的振动和噪声产生。
（2）吸声材料：在机械设备的周围墙面、天花板等处使用吸声材料，如声吸板、隔音墙等，来吸收噪声。
（3）隔音措施：在机械设备和噪声敏感区域之间设置隔音设备，如隔音门、隔声窗等，来阻断噪声传播。
2. 噪声分析方法（1）声谱分析：通过将噪声信号转换为频谱特性，了解噪声的频率分布情况，进而分析噪声的来源。
第十章 噪声与振动第一节 声学基础声音（包括噪声）的形成，必须具备三个要素，首先要有产生振动的物体，即声源，其次要有能够传播声波的媒介，最后还要有声的接受器，如人耳、传声器等。
一、声音的基本性质声音（sound ）是由物体振动产生的，而振动在弹性介质中的传播形式就是声波，处于一定频率范围内（20～20000Hz ）的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。
当人们用手拨动琴弦，弦即振动并同时发出声音，这里琴弦的振动是产生声音的根源。
通常我们把振动发声的物体，称为声源（sound source ）。
声源不一定都是固体，液体和气体的振动也会产生声音，如海上的浪涛声和火车的汽笛声。
如果将一个发声物体置于一个真空的罩子内，声音则传不出来，因此声音的产生除了要有振动的物体外，还必须要有传播声音的媒介物质，它可以是空气、水等流体也可以是钢铁、玻璃等固体。
物体振动是产生声音的根源，但并不是物体产生震动后一定会使人们得到声音的感觉。
因为人耳能感觉到的声音频率范围只是在20～20000Hz 之间，这个频率范围的声音称可听声，频率低于20Hz 的声音称为次声（infrasound ），频率高于20000Hz 的声音称为超声（ultrasound ）。
次声和超声对于人耳来说都是感觉不到的。
描述声音高低的物理量是频率，描述声音强弱的物理量有：声压、声强、声功率以及各自相应的级，描述声音大小的主观评价量是响度、响度级。
1． 1． 声压与声压级声源的振动以声波的形式在介质中传播，传播所涉及的区域称为声场（sound field ）。
当声波在空气中传播时，声场中某一点的空气分子在其平衡位置沿着声波前进的方向发生前后振动，使平衡位置处空气的密度时疏时密，引起平衡位置处空气的压力相对于没有声音传播时的静压发生变化。
我们将该点空气压强相对于静压强的差值定义为该点的声压（sound pressure ）。
在连续介质中，声场中任一点的运动状态和压强变化均可用声压表示。
机械振动与噪声控制的基本原理机械振动是指机械系统在运动或工作过程中产生的胀缩、摆动、旋转等不稳定的运动状态。
而噪声则是由于机械振动引起的空气或其他介质中的压力变化而产生的声音。
在现代工程领域，机械振动和噪声控制已经成为了一个重要的研究方向。
本文将详细介绍机械振动与噪声控制的基本原理。
一、机械振动的基本原理机械振动的基本原理可以归结为两个方面：自由振动和强迫振动。
1. 自由振动自由振动是指机械系统在受到外部作用力后不受干扰地自行振动的状态。
在自由振动中，机械系统的振幅和频率将随时间的推移而逐渐减小，直到完全停止。
自由振动的频率与系统的刚度和质量有关，可以通过简谐振动的公式来计算。
2. 强迫振动强迫振动是指机械系统在受到外部作用力的影响下，以与外力作用频率相同或相近的频率进行振动的状态。
强迫振动的特点是振动幅度与外力的频率和振幅有关。
当外力频率等于系统的固有频率时，系统将发生共振现象，振幅将会急剧增大，导致机械系统的破坏。
二、噪声的基本原理噪声是由于机械振动引起的压力变化而产生的声音。
噪声的频率和振幅可以通过频谱分析得到。
噪声的主要特点包括声压级、频率谱和声音质量。
1. 声压级声压级是衡量声音强弱的指标，通常以分贝（dB）为单位表示。
声压级的计算公式为Lp=20log10(P/P0)，其中P表示声压，P0表示参考声压。
2. 频率谱频率谱是噪声信号在不同频率上的分布情况。
通过频谱分析可以得到噪声信号在不同频率上的能量分布情况，从而确定噪声的主要频率成分。
3. 声音质量声音质量是指声音在听觉上给人以不同感受的特性。
常见的声音质量包括音调、响度、音色等。
三、机械振动与噪声控制的方法为了控制机械振动和噪声，主要有以下几种方法：1. 增加结构的刚度增加结构的刚度可以减小机械系统的振幅，从而降低振动和噪声的产生。
2. 减小质量减小质量可以降低机械系统的惯性，从而减小振动和噪声的幅度。
3. 减小激励力通过减小激励力可以降低机械系统的振动幅度和噪声水平。
机械系统振动与噪声控制研究报告摘要：本研究报告旨在探讨机械系统振动与噪声控制的相关问题。
首先，我们介绍了振动和噪声的基本概念和特性，并对其对机械系统性能和人体健康的影响进行了分析。
接着，我们详细讨论了振动和噪声控制的方法和技术，包括主动控制、被动控制和混合控制等。
最后，我们提出了一些未来研究的方向和建议。
1. 引言机械系统振动和噪声是工程领域中一个重要的研究方向。
振动和噪声不仅会降低机械系统的性能和可靠性，还会对人体健康产生负面影响。
因此，研究和控制机械系统的振动和噪声具有重要的实际意义。
2. 振动和噪声的特性振动是物体周期性运动的一种表现形式，而噪声是非周期性的声音。
振动和噪声的特性包括频率、幅值、相位等。
振动和噪声的产生主要源于机械系统的运动和相互作用。
振动和噪声的传播途径包括机械传导、气体传导和液体传导等。
3. 振动和噪声对机械系统性能的影响振动和噪声会对机械系统的性能产生负面影响。
振动会导致机械系统的疲劳破坏、松动和失效等问题。
噪声会干扰机械系统的正常工作，并降低人员的工作效率和舒适度。
因此，控制振动和噪声对于提高机械系统的性能非常重要。
4. 振动和噪声控制的方法和技术振动和噪声控制的方法和技术主要包括主动控制、被动控制和混合控制。
主动控制是通过引入外部激励力或调节系统参数来实现振动和噪声的控制。
被动控制是通过添加阻尼材料、隔振器等 passively 控制振动和噪声。
混合控制是主动控制和被动控制的结合，以实现更好的控制效果。
5. 未来研究方向和建议尽管在振动和噪声控制方面已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些挑战和问题。
未来的研究可以从以下几个方面展开：（1）开发新的振动和噪声控制技术，以提高控制效果和降低成本；（2）研究振动和噪声对人体健康的影响，以制定相应的安全标准和控制措施；（3）应用先进的数值模拟和实验技术，以更好地理解和控制振动和噪声。
结论：振动和噪声是机械系统中不可忽视的问题，对系统性能和人体健康都有重要影响。
1.摩擦阻尼：摩擦阻力越大，能量减少的越快，振动停止的越快的阻尼。
辐射阻尼：由于物体的振动引起临近指点的振动，使振动的能量向周围辐射出去，变为波的能量，振动能转变为声能的阻尼。
2.当w远小于w0时，振动系统的特性主要有弹性力决定。
当w远大于w0时，振动系统的特性主要又物体的质量决定3.城市噪声污染：交通运输噪声，生产噪声，建筑施工噪声，日常生活噪声4.声强：在单位时间内垂直于传播方向的单位面积上通过的声音能5.声功率：是单位时间内声源辐射出来的总声能量。
6.声压：声波在空气传播过程中，引起空气指点振动，致使空气密度发生变化，这时，空气压强就在大气压附近迅速地起伏变化，这个压强起伏部分称为声压7.频谱分析：在噪声控制中，要了解某噪声源所发出的噪声特性，往往需要详细分析它的各个频率成分和相应的强度8.a距离很近看成点生源距离加倍减6分贝b距离很远看成线生源距离加倍减3c过度看做点生源减69.反映空气吸收的声压衰减系数由经典吸收和分子吸收组成。
经典吸收：由空气的粘滞性、热传导等因素引起的声能损失。
分子吸收：由空气中氧分子和氮分子振动所引起的声能损失10.为什么顺风声波传的远为什么白天比黑天传的远11.响度级：描述声音在主观感觉上的量12.A声级：人们在噪声测量中用A 网络测得的声压级代表噪声的响度大小13.等效连续A声级，是指在声场中的某一个位置上，用某一段时间内能量平均的方法，以一个A声级表示该段时间的噪声大小，这个A声级就叫14.声暴露级;是衡量瞬态噪声中所含能量大小的量，常用来表示所发生孤立噪声时间的能量15.一个基本测量系统有传声器、衰减器，放大器、待通滤波器（分析噪声频率成分），计权网络（模拟人耳特性设计的滤波线路），指示仪。
传声器是一个能把声压信号成比例的转变成电压信号的换能元件。
放大器和衰减器配合使用能使相当大范围内的电信号不是失真的放大。
16.声级计的分类：普通声级计，精密声级计，脉冲精密声级计，积分精密声级计，频谱声级计17.工厂现场噪声测量：测点应接近噪声源，关闭其他声源，根据尺寸外形确定距离，背景噪声的影响，均匀选择测点，进排气口测点。
环境噪声控制工程复习题环境噪声控制工程是一门研究如何通过技术手段减少噪声对人类环境影响的学科。
以下是一些复习题，帮助学生更好地掌握本课程的知识点。
1. 噪声的基本概念- 噪声的定义是什么？- 噪声的测量单位有哪些？- 噪声的等级是如何划分的？2. 噪声的传播特性- 噪声在空气中的传播方式有哪些？- 影响噪声传播的主要因素是什么？- 如何通过环境布局来降低噪声传播？3. 噪声的测量方法- 常用的噪声测量仪器有哪些？- 噪声测量时需要注意哪些问题？- 如何通过测量数据评估噪声的影响？4. 噪声的评估标准- 国际上常用的噪声评估标准有哪些？- 噪声评估标准是如何制定的？- 不同环境下的噪声评估标准有何不同？5. 噪声控制技术- 噪声控制的基本方法有哪些？- 如何在设计阶段实现噪声控制？- 现有建筑的噪声控制改造有哪些技术？6. 吸声材料与结构- 吸声材料的工作原理是什么？- 常见的吸声材料有哪些？- 如何选择合适的吸声材料？7. 隔声技术- 隔声的原理是什么？- 隔声材料与结构有哪些？- 如何评估隔声效果？8. 振动控制- 振动与噪声的关系是什么？- 振动控制的基本方法有哪些？- 振动隔离技术在实际中的应用有哪些？9. 噪声控制的法规与政策- 我国关于噪声控制的法律法规有哪些？- 不同国家和地区的噪声控制政策有何异同？- 如何通过法规推动噪声控制的实施？10. 案例分析- 请分析一个实际的噪声控制工程案例。
- 在案例中，噪声控制的关键技术是什么？- 该案例对噪声控制工程的启示有哪些？复习题的目的是帮助学生系统地回顾和巩固课程内容，提高解决实际问题的能力。
希望这些复习题能够对同学们的学习和理解有所帮助。
机械设计基础振动与噪声控制振动和噪声是机械系统中常见的问题，对机械设备的正常运行和使用者的舒适性产生重要影响。
因此，在机械设计中，合理地进行振动与噪声控制是至关重要的。
本文将介绍机械设计中振动与噪声控制的基本原理，以及一些常用的控制方法。
一、振动与噪声控制的基本原理振动与噪声的产生是由于机械系统在运行过程中产生周期性的力或扭矩，并通过结构传递到机械设备的各个部件上。
这些周期性的力或扭矩会引起系统的振动，从而产生噪声。
因此，要控制振动与噪声，需要从以下两个方面入手：1.结构优化：通过改善机械设备的结构设计，减少系统的共振频率，扩宽共振频带，降低共振幅值，从而减小振动与噪声的产生。
在结构设计中，可以采用优化材料、合理布局、增加刚度等方法来实现结构的优化，从而达到振动与噪声控制的效果。
2.降噪处理：对于已经产生的振动与噪声，可以通过降噪处理的方式来进行控制。
常用的降噪处理方法包括：隔离措施、吸声材料的应用、噪声源的隔音等。
通过这些方法，可以有效地减小噪声的传递和辐射，从而实现振动与噪声的控制。
二、常用的振动与噪声控制方法在机械设计中，常用的振动与噪声控制方法包括主动控制、被动控制和半主动控制三种。
1.主动控制：主动控制是指通过外部能量源对振动与噪声进行控制。
常见的主动控制方法包括振动源的消除、控制力的反向激励等。
主动控制能够有效地降低振动与噪声，但其设计和实施的难度较大，成本较高。
2.被动控制：被动控制是指通过结构的刚度、阻尼等特性来降低振动与噪声。
常见的被动控制方法包括添加阻尼材料、改变结构刚度等。
被动控制方法相对简单且成本较低，但对于一些高频振动与噪声的控制效果较差。
3.半主动控制：半主动控制是指通过在结构中引入可调节的元件，根据系统的振动情况动态调整控制参数，从而实现振动与噪声的控制。
半主动控制方法综合了主动控制和被动控制的优点，能够在一定程度上提高系统的控制效果。
三、案例分析：振动与噪声控制在机械设计中的应用以某机械设备为例，该设备在运行时产生较大的振动与噪声，影响了设备的使用效果和使用者的舒适度。
噪声与振动基础知识声音（包括噪声）的形成，必须具备三个要素，首先要有产生振动的物体，即声源，其次要有能够传播声波的媒介，最后还要有声的接受器，如人耳、传声器等。
一、声音的基本性质声音（sound）是由物体振动产生的，而振动在弹性介质中的传播形式就是声波，处于一定频率范围内（20～20000Hz）的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。
当人们用手拨动琴弦，弦即振动并同时发出声音，这里琴弦的振动是产生声音的根源。
通常我们把振动发声的物体，称为声源（sound source）。
声源不一定都是固体，液体和气体的振动也会产生声音，如海上的浪涛声和火车的汽笛声。
如果将一个发声物体置于一个真空的罩子内，声音则传不出来，因此声音的产生除了要有振动的物体外，还必须要有传播声音的媒介物质，它可以是空气、水等流体也可以是钢铁、玻璃等固体。
物体振动是产生声音的根源，但并不是物体产生震动后一定会使人们得到声音的感觉。
因为人耳能感觉到的声音频率范围只是在20～20000Hz之间，这个频率范围的声音称可听声，频率低于20Hz的声音称为次声（infrasound），频率高于20000Hz的声音称为超声（ultrasound）。
次声和超声对于人耳来说都是感觉不到的。
描述声音高低的物理量是频率，描述声音强弱的物理量有：声压、声强、声功率以及各自相应的级，描述声音大小的主观评价量是响度、响度级。
1．1．声压与声压级声源的振动以声波的形式在介质中传播，传播所涉及的区域称为声场（sound field）。
当声波在空气中传播时，声场中某一点的空气分子在其平衡位置沿着声波前进的方向发生前后振动，使平衡位置处空气的密度时疏时密，引起平衡位置处空气的压力相对于没有声音传播时的静压发生变化。
我们将该点空气压强相对于静压强的差值定义为该点的声压（sound pressure）。
在连续介质中，声场中任一点的运动状态和压强变化均可用声压表示。
声压是用来度量声音强弱的物理量。
机械系统的振动与噪声源辨识机械系统的振动与噪声源辨识是工程领域的一项重要研究内容。
振动与噪声源产生的原因多种多样，常见的有机械结构的固有振动、转子不平衡、齿轮传动的啮合、液压系统的脉动等。
这些振动和噪声不仅会降低机械系统的性能和寿命，还会对工作环境的舒适度产生负面影响。
因此，准确辨识振动与噪声源，对于优化设计和改善工作环境具有重要意义。
一、振动与噪声源辨识方法1. 振动信号分析方法振动信号是辨识振动与噪声源的基础。
通过采集机械系统在运行过程中产生的振动信号，并进行频谱分析，可以获取不同频率上的振动信息。
常用的振动信号分析方法有时域分析和频域分析。
时域分析主要通过计算机算法对振动信号作数学处理，如傅里叶变换、小波变换等；频域分析则是针对振动信号的频率特征进行研究。
2. 噪声信号分析方法噪声信号的特点是其频率分布往往很广，常常包含多个频段的分量。
噪声信号的分析方法相对于振动信号更加复杂。
常用的噪声信号分析方法有牛顿－迈克尔逊法、频率分析法、快速傅里叶变换法等。
这些方法通过对噪声信号的处理，可以获得噪声源的频率特征和能量分布。
二、振动与噪声源辨识的应用1. 振动与噪声源辨识在机械系统故障诊断中的应用振动与噪声源辨识技术在机械系统故障诊断中有广泛应用。
基于振动信号的分析，可以定位和诊断机械系统的故障源。
比如，当机械系统出现异常振动时，可以通过对振动信号进行频谱分析，判断故障源是由于转子不平衡还是齿轮啮合问题所致。
这可以帮助工程师快速定位故障、准确判断应采取的维修措施。
2. 振动与噪声源辨识在舒适性评价中的应用振动与噪声源辨识技术在舒适性评价中也有重要应用。
例如，在汽车行业，为了提高驾乘舒适性，需要准确辨识和定位车身与底盘的振动和噪声源。
通过系统的振动与噪声源辨识，可以精确评估车身与底盘之间的振动传递机制，并针对性地改进车身结构和减震装置，从而提升乘坐舒适度。
三、振动与噪声源辨识面临的挑战振动与噪声源辨识虽然在生产实践中得到了广泛应用，但仍面临一些挑战。
