机械噪声控制工程概论

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1、机械噪声控制工程概论声波波动方程及噪声描述声源模型与声场特性机械噪声控制基本原理声音及其物理特性波长与声速机械噪声控制工程概论次声2020000可听声（噪声）超声/Hz介质空气水钢松木砖声速/ms-1343150050002500~350036001声速取决与介质特性，和介质的弹性模量、密度有关。20摄氏度时，空气中为343m/s，水中1450m/s，钢中5000m/s（纵波）。声速随温度变化而变化。空气中20oC时为343m/s，零度是为331.5m/s次声、可听声、超声声场：存在声波的空间声波：通过某种弹性媒质、且以该媒质的特征速度传播的一种扰动（压力、质

2、点振速、应力等的变化或其中几种变化的综合）。声波的种类：空气（流体）中：纵波（压缩波）；固体中：纵波（压缩波）、横波（剪切、弯曲、扭转波）噪声：人们不想要的声音音：有调声机械噪声控制工程概论2噪声分类按设备种类：发动机噪声、水泵噪声、齿轮噪声，。。。按产生机理：机械结构振动噪声、空气动力噪声按传递路径：空气声、结构声机械噪声控制工程概论3噪声的危害对睡眠的干扰睡眠：<40dB(A)休息：<50dB(A)工作：<60dB(A)噪声强度连续性噪声冲击性噪声40dB(A)有10%的人感觉到噪声影响有10%的人突然惊醒65dB(A)有40%的人感觉到噪声影响有80%的人突然惊醒

3、4对听觉系统的影响通常认为：足以引起听力损失的噪声强度必须在85dB（A）以上。同样的噪声强度，不同的噪声频率对听力的影响不一样，高频声较低频声危害更大。对工业产品质量的影响：是产品质量的综合反映，直接被用户感觉到。5噪声标准1）听力保护标准根据“工业企业噪声卫生标准”，规定每日工作8小时容许的等效连续声级，对现有企业不得超过90dB(A),新建企业不宜超过85dB(A)。工作时间减半，容许噪声级提高3dB,但最高不得超过115dB(A)。2）社会生活环境标准“城市区域环境噪声标准”（GB3096-93）6日/夜dB（A）高级住宅区50/40居住、文教区55/45居住、

4、商业混合区60/50工业区65/55交通干线两侧70/553)机电产品噪声标准评价指标从平均声压级转变为声功率级。7噪声分析与控制主要措施：低噪声设计、改变声源位置、吸声、隔声、阻性或抗性消声、隔振、阻尼减振等振动系统（输入）激励（输出）响应噪声传递路径声源受者机械噪声控制工程概论8噪声控制的一般方法1、从声源上降低噪声：选用内阻尼大内摩擦大的低噪声材料、采用低噪声结构形式、提高加工精度和装配精度、调整机器的结构参数抑制共振等。2、在接受点进行保护：耳塞、防声棉、耳罩、防声头盔等93、从传播途径上降低噪声10声压媒质在无声扰动时：压强密度温度声波波动方程及噪声描述声波波

5、动方程及噪声描述11理想流体中的声波方程声波波动方程及噪声描述质点：有一定质量（惯性）及体积弹性的媒质微团声场参数声压：p(x，y，z，t)=P(x，y，z，t)-质点振动速度：u（x，y，z，t）=U（x，y，z，t）-密度增量：（x，y，z，t）=（x，y，z，t）-温度增量：（x，y，z，t）=T（x，y，z，t）-12基本假设在理论分析中需要对媒质中的声传播过程做出一些假设。尽管这些假设会给结果的适用范围带来一定的局限性，但是它们使分析过程大大简化，并使得出的规律更加简单明瞭。（1）媒质为理想流体，不存在粘性，因而声波在这种理想流体媒质中传播时没有能量损耗。（2

6、）无声扰动时媒质在宏观上处于静止状态，即均匀流速U。等于零，并且媒质是均匀的，因此在平衡状态下媒质中的压力P。、密度及温度T。都是常数。13（3）声波传播过程是绝热过程。（4）媒质中传播的是力振幅波，各种声学参数皆远小于平衡状态参数。参数对比------二阶以上微量军可忽略声压级SPL=130dB，f=1000Hz平衡量比值质数：u=p/()=0.152m/sC=3430.00044位移：=u/2f=0.0000243m=0.3430.00007温度增量：=2930.00017密度增量：=0.000546=1.210.000451415有：，加速度由定点加速度和定时加速

7、度构成16忽略二阶微量，得一维运动方程知道了声压随距离的变化则可求质点速度随时间的变化（即加速度）；反之，知道了加速度也可以求出声压17运动方程（质点）-牛顿第二定律一维：三维：即：1819连续方程（微元框架）—质量守恒定律一维：三维：即：，描述了质点速度与密度增量之间的关系，进多出少时，密度增大；进少出多时，质量减小。20状态方程绝热过程：，即：忽略高阶小量得：绝热体积弹性模量：得：p=,令，则21声波方程（由上述三个方程联立，可得：）一维：或：三维：或：式中拉普拉斯算子：球面波：（选用球坐标）22平面声波的基本性质波阵面（波前）wav