机械振动和噪声培训

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1、机械振动和噪声基本原理李鹤hli@mail.neu.edu.cn东北大学机械学院2012.8.22主要内容机械振动和噪声的危害、抑制与利用单自由度振动系统的基本原理模态实验声学的基本原理1.0振动无处不在在实际工程和日常生活中的振动现象：工程系统如机械、车辆、船舶、飞机、航天器、建筑、桥梁等都经常处在各种激励的作用下，因而会不可避免地产生各种各样的振动，可见振动力学在工程实际中有着广泛的应用。例如在机械、电机工程中，振动部件和整机的强度和刚度、大型机械的故障诊断、精密仪器设备的防噪和减振等问题；在交通运输、航空航天工程中，车辆舒适性、操纵性和稳定性等问题，海浪作用

2、下船舶的模态分析和强度分析，飞行器的结构振动和声疲劳分析等问题；在电子电信、轻工工程中，通信器材的频率特性、音响器件的振动分析等问题；在土建、地质工程中，建筑、桥梁等结构物的模态分析，地震引起结构物的动态响应，矿床探查、爆破技术的研究等问题；在医学、生物工程中，脑电波、心电波、脉搏波动等信号的分析处理等问题。自然界中的振动现象：●潮汐是一种周期性振动。虽然引起潮汐的原因很复杂，目前公认的是月球引潮观点，构成“引潮力”的两个因素为：(1)月球的引力；(2)地球绕地月公共质心转动而产生的离心力。除月球外太阳的“引潮力”是比较突出的，日月引潮力影响天气气候，特别当日、月

3、、地同处一条直线上时，引潮力的共振减压效应最为显著，几乎所有的突发性特大自然灾害，都是在内部条件基本具备情况下遇到此种触发因素而发生的。潮汐的研究对航海与船舶进出港、渔业、潮汐发电等十分有用。●人们可以根据逐年的气象情况统计出气候周期性的振动规律，根据这一规律可预估气候趋势，对生产与生活、抗洪和抗旱、防灾及减灾等有着重要的意义。●树木年轮中的一疏一密是由气候的周期变化而引起的，从广义角度来看，也是一种振动现象，这一振动特征，多应用于考古学、地质学和水文学的研究之中，同时年轮学在环境污染、森林更新、冰川进退、考古断年、灾害、地震、雪崩、医疗、地方病、农牧业产量预测等

4、都有着广阔的发展前景。工程系统中的振动：车辆减振系统工程系统中的振动：船只的振动航空和航天工程系统中的振动：工程系统中的振动：车载火炮稳定系统在坦克炮塔内，陀螺仪、加速度计及角度传感器不断地测定各种运动载荷，车载计算机根据这些信息计算并发出抵消这些运动的控制指令，通过伺服系统使炮塔相对于底盘水平转动、火炮相对于炮塔高低俯仰，从而使坦克即使在不断颠簸的运动中也能将火炮准确地对准目标。工程系统中的振动：飞机的振动模拟工程系统中的振动：硬盘振动工程系统中的振动：压气机的振动通过地面会影响到周围的仪器设备工程系统中的振动：缆车上装有减振器工程系统中的振动：各种形状的叠层减

5、振器工程系统中的振动：在诺曼底桥采用了斜拉索上垂直方向布置辅助加固索(二次索)以防止斜拉索振动和非线性变形增大。工程系统中的振动：运动器材：看似简单的滑雪板蕴涵了很多材料学和人体工程学的科技成果。滑雪板由多层结构组成，包括弹性板材、抗扭力的盒形结构、板芯、玻璃纤维合材料、高分子材料底板、边刃等。1.1机械振动和噪声的危害地震，群灾之首。强烈的破坏性地震瞬间将房屋、桥梁、水坝等建筑物摧毁，直接给人类造成巨大的灾难，还会诱发水灾、火灾、海啸、有毒物质及放射性物质泄漏等次生灾害。地震的破坏唐山大地震台湾大地震土耳其大地震印度洋强震引发海啸席卷南亚东南亚2008.5.12

6、汶川地震振动引起的转子系统破坏1.2机械振动和噪声的抑制振动的抑制：风机用消声器大型风机用消声器进风口结构红色为防锈漆，白色为孔内装有消声纤维玻璃振动的抑制：电话亭内装超细吸声棉的吸声平板会议室用的隔声吸声屏风车间顶上的吸声屏障振动的抑制：汽车排气管用消声器VOLVO客车内的吸声毛绒振动的抑制：一种吸声型的声屏障结构利用声屏障将声源和保护目标隔开振动的抑制：高架桥上的吸声屏障高架桥上的吸声与隔振组合屏障振动的抑制：美国高速公路用混凝土板墙做声屏障，声衰减7～10dB日本吸声型声屏障中国第一座公路声屏障，降噪量为10.5dB1.3机械振动和噪声的利用“振动利用工程学

7、”是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的一门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机械来说，目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到数百种之多，在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加工、农田耕作以及在人类日常生活过程中，数以万计的振动机器和振动仪器已成功用来完成许多不同的工艺过程，如给料、上料、输送、筛分、布料、烘干、冷却、脱水、选分、破碎、粉磨、光饰、落砂、成形、整形、振捣、夯土、压路、摊铺、钻挖、装载、振仓、犁土、沉桩、拔桩、清理、捆绑、采油、时效、切削、检桩、检测、勘探、测试、

8、诊断等等。