机械振动和噪音的测量
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3.12(1)试验目的电机的运行会发出一定的噪音,因此国家标准规定了电机噪音的限制,以此来限制电机的噪音影响,电机噪音主要由通风(空气动力)噪音,机械振动噪音和电磁噪音三个部分组成,通风噪音在电机进,出风口,特别是风扇附近噪声最大,机械振动噪声往往伴随这振动,发生共振的结构部件处噪声最大,电磁噪声一般在机座中央噪声最大,通风噪声在堵塞电机进,出风口或者拆去风扇噪声显著削弱,电磁噪声在电机断电后空转时消失。
⑵噪声的分类①声压和声压级声波引起空气质点的振动,使得空气的压强在大气压强附近按声频起伏变化,这种压强称为“声压”,其单位用微帕(卜Pa),有关压强的单位换算关系是:1Pa=1N/m2=10-5b=10 卜b=0.1mm 水柱在声学中,通常用声压级别来代替声压作为声音和物理评价指标,声压级与声压的关系是:L P = 20lg p^ (3-23)式子中L P一声压级,dBP一声压,PP aP0—基准声压,是一个参考量,一般以20PPa作为基准声压。
用声压级代替声压度量声音的好处是:可把一般人耳刚好能听到的声压20」】a到可震破人耳膜的声压20 x 10^Pa这一数白万级声压值表示的声音度量范围缩小到0〜120dB的范围内,从而便丁使用和分辨记录。
②声强和声强级声强是在一定时间内稳定声场中瞬时声压与其声速度乘积的时间平■均值,单位为W/m2,符号为I。
声学上也常用声强级(单位为dB,符号为L I)代表声强,他们之间的关系是:L i =10lg :(3-24)式子中 I 一声强,W/m 2I o —基准声强,一般取值为10-12 W/m 2③ 声功率和声功率级声功率是声源在单位时间内辐射的总声能,符号为 W,单位为瓦。
声功率在声学中也常用声功率级,符号为 L w,单位为dB,来表示,他们之间的关系:WL w =10lg - W o 式中 W 。
一基准声功率,一般为10-12W 。
在现行的电机噪声考核标准中,大部分采用声功率级,少部分采用声压级, 这是因为声功率只和深远的总功率有关,而声压级则与声压和测量点到声源的距 离两个因素有关,在给出声压级数的同时,还应该给出测量距离, 声功率级别方便,声功率级和声压级的关系如下式子:S L w =L )+ 101g 一 S 0 式子中,SH 测量声压时,所用包络面的面积, m 2 S0—基准面面积,一般为1m 2⑶测量仪器和设备① 声级计声级计是用以测量声级数值的仪器,因此常用测量噪声升级,作为噪声仪,通用的声级计测量显示值为声压级值, 声级计的准确度表示方法和 其他仪器不同,他将不同最大误差级别的仪表分为四个类型号, 各种类型声级计 的最大误差和级别名称见下表:表3-11声压级声级计准确度分类表类型号(级) 0 I 皿 m 固有最大误差(dB ) 土 0.4 土 0.7 土 1.0 土 1.5(3-25)所以表述不如 (3-26)所以被习惯称级别名称精密声级计普通声级计②电机安装设备电机进行噪声测试时,若为空载时,则应根据被试电机的大小决定其安装设备,较小的电机(一般机座号400以下)可采用弹性安装方式,较大的电机则为刚性安装。
机械振动与噪声控制机械振动与噪声控制是现代工程领域中非常重要的一个研究方向。
随着科技的不断发展,人们越来越注重减少机械运动中的振动与噪声,以提高设备的性能、效率和使用寿命。
本文将从机械振动的基本原理、噪声的分类与测量、振动控制的方法等方面进行论述。
一、机械振动的基本原理在机械系统中,振动是一种围绕平衡位置周期性运动的现象。
振动通常由激励力以及系统的固有特性所引起。
激励力可以是机械力、电磁力、声波等。
机械系统的固有特性包括质量、刚度和阻尼等。
质量决定了系统的惯性,刚度决定了系统的弹性,阻尼决定了系统的能量损耗。
合理设计与控制系统的固有特性,可以减少机械振动的发生。
二、噪声的分类与测量噪声是由各种原因而产生的声音,它是人们感到不舒适的声音。
噪声可以分为环境噪声、机械噪声、交通噪声等多种类型。
环境噪声主要来自于工业、建筑、交通等方面的活动;机械噪声主要来自于机械设备的运行;交通噪声主要来自于汽车、火车、飞机等交通工具的运行。
噪声的测量通常通过声压级、频谱特性和声音品质等参数来描述。
三、振动控制的方法为了控制机械振动和降低噪声,人们采用了多种方法。
以下是一些常用的振动控制方法:1. 被动控制方法:这种方法通过在机械系统中加入质量块、减振器等元件,来吸收或分散振动能量,从而减少振动和噪声的传递和辐射。
2. 主动控制方法:这种方法通过传感器、执行器和控制算法等技术手段,实时监测和控制机械系统的振动。
主动控制方法可以根据振动信号的特征来产生反作用力,以抵消振动力,从而实现振动控制的目的。
3. 半主动控制方法:半主动控制方法结合了被动控制和主动控制的优点。
这种方法通过控制装置来控制振动元件的刚度、阻尼等参数,以改变系统的固有特性,达到控制振动和噪声的目的。
除了以上方法,还有一些辅助性的振动控制技术,如结构优化设计、材料选择、减震降噪措施等。
结语机械振动与噪声控制是一门具有挑战性和前沿性的学科,在工程应用中具有重要的实际价值。
NVH测试是测量和分析汽车零部件的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness)的过程,是优化汽车性能的重要手段。
NVH测试的原理基于机械理论,通过测量空气传播产生的噪音和发动机机架震动产生的噪音的综合结果,能够直观地反映出汽车产品使用的市场反馈情况。
NVH分析能够改善现有发动机结构件的振动频率匹配状况,并大幅度消除震动过程中产生的耦合现象。
此外,NVH分析还能极大程度地改善和提升产品的抗震动特性,让汽车发动机在运转过程中尽可能地降低其噪声和振动,以此创造良好的驾驶和使用体验。
通过应用NVH新型机械理论,可以为静音车型的开发和
设计提供最直接的性能指标。
相关技术人员可以结合NVH的设计要求,对零部件的生产和组装等各个环节进行精细化管理并对各生产环节的衔接和组装工艺的优化实施工艺升级。
因此,NVH测试原理是通过对汽车零部件的噪声、振动和声振粗糙度进行测量和分析,以改善现有发动机结构件的振动频率匹配状况、消除震动过程中的耦合现象、提升产品的抗震动特性,从而创造良好的驾驶和使用体验。
机械工程中的机械噪音与振动控制技术在现代机械工程领域,机械噪音与振动问题不仅影响着工作环境的舒适性,还可能对设备的性能、寿命以及操作人员的健康产生负面影响。
因此,有效地控制机械噪音与振动成为了机械工程中一个至关重要的研究方向。
机械噪音与振动的产生通常源于多个方面。
首先,机械部件之间的摩擦、撞击以及不均匀的受力分布都可能引发振动,进而产生噪音。
例如,在齿轮传动系统中,齿轮的啮合不平稳会导致振动和噪音的增加。
其次,旋转部件的不平衡也是常见的原因之一。
当轴、叶轮等旋转部件的质量分布不均匀时,高速旋转会产生离心力,从而引起振动和噪音。
此外,流体流动的不稳定,如风道中的气流紊乱,也可能导致噪音和振动。
为了有效地控制机械噪音与振动,工程师们采取了多种技术手段。
其中,优化机械结构设计是首要的措施之一。
通过合理设计零部件的形状、尺寸和连接方式,可以减少振动的传递和噪音的产生。
例如,在设计汽车发动机的缸体结构时,采用加强筋和优化的壁厚分布,可以提高结构的刚度,降低振动幅度。
在材料选择方面,使用具有良好阻尼特性的材料能够有效地吸收振动能量,减少振动的传播。
一些高分子材料、复合材料以及特殊的金属合金,如阻尼钢,都在机械噪音与振动控制中得到了应用。
另外,采用隔振和减振装置也是常见的控制方法。
隔振装置如橡胶隔振垫、弹簧隔振器等,可以将振动源与周围结构隔离开来,减少振动的传递。
减振装置如液压减振器、粘性阻尼器等,则通过消耗振动能量来降低振动的幅度。
对于旋转机械,平衡校正技术是必不可少的。
通过精确测量旋转部件的不平衡量,并添加或去除相应的质量,使其达到平衡状态,可以显著降低振动和噪音。
在声学处理方面,通过安装隔音罩、吸音材料等,可以有效地降低噪音的向外传播。
隔音罩通常采用金属或复合材料制成,具有良好的隔音性能,可以将噪音源封闭在内部。
吸音材料如玻璃棉、岩棉等,则能够吸收声音的能量,减少反射和混响。
除了上述的硬件措施,先进的控制技术也在机械噪音与振动控制中发挥着重要作用。