機械振動與噪聲的危害 畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設計(論文)中文摘要題目：探究機械振動與噪聲的危害摘要：伴隨著社會的科技經(jīng)濟飛速發(fā)展，各種的機械被廣泛的應用在日常生活與實際生產(chǎn)中。隨之而來的是充斥在生活和生產(chǎn)環(huán)境中的機械振動與噪聲，其影響著人們的正常生活和身體的生理活動。振動與噪聲對人體的危害有兩方面:一是振動噪聲危害，二是產(chǎn)生振動病。振動還會產(chǎn)生共振，對建筑和機械也有危害。本文僅就機械振動與噪聲的危害作用于人的一些現(xiàn)象和問題加以闡述,探究其發(fā)生條件和機理，并針對性的提出預防和治理方法加以控制，以期引起人們重視,進而采取必要措施避免或消除機械振動與噪聲帶來的危害，改善生活環(huán)境和生產(chǎn)條件,保證人們的生活安全和生命健康。關鍵詞：振動 噪聲

2、危害控制畢業(yè)設計(論文)外文摘要title : explore the mechanical vibration and noise hazards abstract: with the economic and science technology of society development rapidly, each kind of machinery by widespread application in daily life and actual production. following is floods in the life and the production envir

3、onment mechanical vibrations and the noise, it is affecting peoples normal life and the bodily physiological activity. the vibration and the noise have two harmful aspects to the human body: one, the vibration noise harm, two, has the vibration sickness. the vibration also can have resonancing, it i

4、s also harm to the construction and the machinery. this article only elaborated affects that some phenomena and the question on the mechanical vibrations and the noise harm to men, inquired into its condition and the mechanism, and pointed proposed the prevention and the government method control, c

5、auses the people by the time to take, then takes the essential measure to avoid the harm which the elimination mechanical vibrations or the noise bring, improve living conditions and the working condition, guarantees peoples life safety and the life and health.keywords: vibration noise hazards contr

6、ol 目錄1引言1.1機械振動概述1.2 機械振動研究的基本問題1.3 機械振動的分類1.4 機械振動分析的力學模型1.5 研究機械振動危害的意義2 聲的基本知識2.1聲音的產(chǎn)生和傳播2.2 聲音的基本單位2.3 聲音的三要素2.4 分貝的概念3 噪聲3.1 噪聲定義3.2 噪聲的分類3.3 噪聲污染的特性3.4 噪聲的測量和評價4 振動和噪聲對人的危害4.1 振動對人的危害4.2 噪聲對人的危害5 振動和噪聲的控制和治理5.1振動的控制5.2噪聲的治理結(jié)論致謝參考文獻1 引言 機械振動是機械運動的一種特殊形式，是指物體在其平衡位置附近所作的往復運動。例如，鐘擺的擺動，刀具的顫動，車輛車體的晃

7、動，機器、橋梁、房屋和水壩的振動等，都是機械振動。1956年，j.p.denhartog（鄧哈托）在其名著機械振動的序言中指出：“在1934年沒有任何振動知識的機械工程師也被認為是受過良好教育的，但是在今天這些振動知識卻是十分迫切需要的，幾乎對每一個機械工程師都是必要的工具?！彼氖陙恚瑢嵺`越來越證明鄧氏論斷的正確。一方面由于機器運行速度的普遍提高，振動和噪聲日益嚴重，人們迫切要求改進機器的動態(tài)特性，以提高使用質(zhì)量并減少對環(huán)境造成的污染；另一方面，振動理論也隨之得到了迅速的發(fā)展，特別是數(shù)字電子計算機和電子儀器的發(fā)展和完善，使振動分析的方法和手段發(fā)生了飛躍性的變革?，F(xiàn)在振動已發(fā)展成為一門獨立的學

8、科，幾乎可以對任何復雜的機器和結(jié)構(gòu)進行振動分析和綜合。1.1機械振動概述機械振動是機械系統(tǒng)在其平衡位置附近的往復運動。在現(xiàn)實生活中，振動可以說無所不在，無時不在。不僅機械系統(tǒng)存在振動，生命科學、經(jīng)濟領域乃至社會科學普遍存在著振動。機械振動有二重性，它可以造福于人類，如心臟、聲帶、超聲波振動碎石機等等。但振動在大部分情況下是有害的，如果人們長時間在生產(chǎn)中接觸振動源會產(chǎn)生振動病，它還會降低機械動態(tài)精度和使用性能 （機床加工精度 、導彈魚雷命中率 ）導致機械或結(jié)構(gòu)壽命降低乃至失效破壞 （地震 家破人亡 、大橋共振斷裂、高聳結(jié)構(gòu)風振倒塌 、飛機顫振墜毀、發(fā)電機組共振“飛車”）。同時，振動還會產(chǎn)生噪聲，

9、噪聲會污染環(huán)境，給人的生理和心理造成危害。振動和噪聲有聯(lián)合作用，往往會共同作用，引起更大的危害。振動理論研究不僅要從理論上研究振動規(guī)律和特性，而且要研究在工程中如何消除振動、控制振動，避免振動的危害或利用振動為人類服務。1.2機械振動研究的基本問題振蕩（oscillation）一詞從廣義上說是泛指自然界中某種物理狀態(tài)隨時間發(fā)生的反復變化。如再縮小些范圍，可以指物體隨時間而作的反復運動。機器在其靜平衡位置附近的微小彈性運動，這種運動通常稱為振動（vibration）.對于多數(shù)機器和結(jié)構(gòu)來說振動卻帶來不良的影響。由于振動，降低了機器的動態(tài)精度和使用性能：機床振動會降低工件的加工精度；軍械振動將影響

10、瞄準；起重機振動使裝卸發(fā)生困難；機車車輛振動降低了乘坐舒適度和運行平穩(wěn)性指標等等。為了解決這些問題，既有需要提高機器本身的制造精度，也有需要設置專門的裝置或引入復雜的控制系統(tǒng)。由于振動，機器在使用過程中往往產(chǎn)生巨大的反復變動的載荷，這將導致機器使用壽命的降低，甚至釀成災難性的破壞事故。如大橋因共振而毀壞；煙囪因風振而倒坍；飛機因顫振而墜落等等。為了防止這些事故的發(fā)生，若不針對事故的原因作正確的分析和研究，設計人員往往傳統(tǒng)方式地加大結(jié)構(gòu)斷面尺寸，導致機器重量增加和材料的浪費。更糟糕的是，由于振動而產(chǎn)生的環(huán)境噪聲，日益形成令人厭惡的環(huán)境公害，對機器的操作人員、司機乘務人員危害尤其直接。根據(jù)生物工程

11、的研究，人體各器官對于120hz的低頻振動特別感到不適，而高頻振動及其噪聲也會使人感到煩躁、厭倦和疲勞。由此可見，振動的研究對機器的使用和設計都具有極其重要的實際意義。隨著機器的速度、運動的質(zhì)量及復雜程度的不斷增加，這種研究的迫切性也大大地增長了。振動研究的總目標，是探究這些振動產(chǎn)生的原因和它的運動規(guī)律，振動對機器和人體的影響，尋求控制和消除振動危害的方法。大體上有以下幾個方面：（1）確定系統(tǒng)的固有頻率，預防共振的發(fā)生；（2）計算系統(tǒng)的動力響應，以確定機器受到的動載荷或振動的能量水平；（3）研究平衡、隔振和消振方法，以消除振動的影響；（4）研究自激振動及其它不穩(wěn)定振動產(chǎn)生的原因，以便有效地控制

12、；（5）進行振動檢測，分析事故原因及控制環(huán)境噪聲；（6）振動技術(shù)的利用。在振動研究中，通常把所研究的對象（如一臺機器）稱為系統(tǒng)（system），把外界對系統(tǒng)的作用或機器運動產(chǎn)生的力稱為激勵（excitation）或輸入（input），把機器或結(jié)構(gòu)在激勵作用下產(chǎn)生的動態(tài)行為稱為響應（response）或輸出（output）。振動分析就是研究這三者之間的相互關系，若輸出對輸入有反作用的影響就稱為反饋（feedback）,該系統(tǒng)就稱為反饋系統(tǒng)。從計算分析的觀點來看，知道其中兩者就可求得第三者。因此，工程振動分析所要解決的問題又可歸納為：（1）響應分析；（2）系統(tǒng)設計；（3）系統(tǒng)識別；（4）環(huán)境預測。

13、1.3 機械振動的分類機械振動可以從不同角度進行分類。(1)按振動系統(tǒng)的自由度數(shù)分類單自由度系統(tǒng)振動確定系統(tǒng)在振動過程中任何瞬時幾何位置只需要一個獨立坐標的振動；兩自由度系統(tǒng)振動確定系統(tǒng)在振動過程中任何瞬時幾何位置需要兩個獨立坐標的振動； 多自由度系統(tǒng)振動確定系統(tǒng)在振動過程中任何瞬時幾何位置需要多個獨立坐標的振動； 連續(xù)系統(tǒng)振動確定系統(tǒng)在振動過程中任何瞬時幾何位置需要多個獨立坐標的振動； (2)按振動系統(tǒng)所受的激勵類型分類自由振動系統(tǒng)受初始干擾或原有的外激勵取消后產(chǎn)生的振動；強迫振動系統(tǒng)在外激勵力作用下產(chǎn)生的振動；如：軸系的扭振、旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動； 自激振動系統(tǒng)在輸入和輸出之間具

14、有反饋特性并有能源補充而產(chǎn)生的振動；或由非振動性激勵引起的振動。其維持振動的交變激勵由振動本身產(chǎn)生或控制，運動停止激勵立即消失。如弦樂器和鐘表 參數(shù)共振由于系統(tǒng)的參數(shù)隨時間周期變化而引起的大幅度振動。支點作鉛垂振動的單擺(3)按系統(tǒng)的響應（振動規(guī)律）分類簡諧振動能用一項時間的正弦或余弦函數(shù)表示系統(tǒng)響應的振動； 周期振動能用時間的周期函數(shù)表示系統(tǒng)響應的振動； 瞬態(tài)振動只能用時間的非周期衰減函數(shù)表示系統(tǒng)響應的振動。隨機振動不能用簡單函數(shù)或函數(shù)的組合表達運動規(guī)律，而只能用統(tǒng)計方法表示系統(tǒng)響應的振動。(4)按描述系統(tǒng)的微分方程分類線性振動能用常系數(shù)線性微分方程描述的振動； 非線性振動只能用非線性微分方

15、程描述的振動。1.4 機械振動分析的力學模型我們知道，一臺機器或結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生振動是因為它本身具有質(zhì)量和彈性。阻尼則使振動受到抑制。從能量關系來看，質(zhì)量可以儲存動能，彈性可以儲存勢能，而阻尼則消耗能量。當外界對系統(tǒng)做功時，系統(tǒng)的質(zhì)量就吸收能量因而就具有運動速度，彈簧就儲存變形能，因而就具有使質(zhì)量恢復原來狀態(tài)的能力。這樣，能量不斷地變換，就導致系統(tǒng)質(zhì)量的反復運動。如果沒有外界源源不斷地輸入能量，那么由于阻尼的消耗，振動現(xiàn)象將逐漸停息。由此可見，質(zhì)量、彈性和阻尼是振動系統(tǒng)力學模型三要素。此外，質(zhì)量離開其平衡位置時具有位能（在重力場中），因此也具有恢復力，如單擺，可以把這種情況看作為具有等效彈簧的系統(tǒng)。

16、 如果實際振動系統(tǒng)可以簡化為一個質(zhì)量、一個彈簧和一個阻尼器組成，而質(zhì)量在空間的位置可以用一個坐標完全地描述，則這個系統(tǒng)稱為單自由度系統(tǒng)。如果系統(tǒng)的質(zhì)量在空間的位置必須由多個獨立的坐標才能完全地描述，則稱為多自由度系統(tǒng)。質(zhì)量的個數(shù)一般等于或少于系統(tǒng)的自由度數(shù)，因為一個質(zhì)點在空間有三個獨立的運動，一個剛體在空間則有六個獨立的運動。下面重點將彈簧、和質(zhì)量的特性予以說明。 （1）彈簧。這是表示力與位移關系的元件，它被抽象為無質(zhì)量并具有線性彈性的元件。若它的一端受一個作用力，則另一端必產(chǎn)生一個大小相等、方向相反的力，力的大小與彈簧兩端的相對位移成正比： (1-1)式中k為彈簧常數(shù)或剛度系數(shù)，、是彈簧兩端

17、的位移。在扭轉(zhuǎn)振動中扭轉(zhuǎn)彈簧剛度系數(shù)用符號來表示，廣義力為扭矩，廣義位移為角度，三者建的關系式與式（1-1）類似。 （2）質(zhì)量。表示力和加速度關系的元件。它被抽象為絕對不變形的剛體，若對質(zhì)量施加一個作用力，質(zhì)量就會產(chǎn)生一個與同方向的加速度，對于直線平移運動，力與加速度的關系為 (1-2)式中m是比例常數(shù)，它是剛體所具有的慣性的一種度量，稱為剛體質(zhì)量。對于扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)，廣義力為扭矩，廣義加速度為角加速度，式（1-2）的比例常數(shù)為剛體繞其中心線的轉(zhuǎn)動慣量，通常以j標記。在國際單位制（si）中，質(zhì)量單位為千克（kg）（又稱公斤），轉(zhuǎn)動慣量的單位為千克米（），力的單位為牛頓（n），位移的單位為米（m）

18、，扭矩的單位為牛頓米（），速度的單位為米/秒（m/s），直線彈簧剛度系數(shù)的單位為牛頓/米（n/m），扭轉(zhuǎn)彈簧剛度系數(shù)的單位為牛頓米/弧度（nm/rad）。據(jù)此可導出阻尼系數(shù)c的單位為牛頓秒/米（ns/m）。 圖1-1有阻尼單自由度平移系統(tǒng)的力學模型圖1（a）表示有阻尼單自由度平移系統(tǒng)的力學模型，表示了力學模型中三個元件的最通用的畫法。圖1-1（b）（c）有阻尼單自由度扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)力學模型和無阻尼多自由度扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)力學模型的畫法。平移系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)在力學上是等效的，對一種系統(tǒng)討論的原理和方法原則上適合于另一系統(tǒng)。振動分析一般分以下五個步驟：第一步，把工程實際問題簡化為振動分析的力學模型。 第二

19、步，根據(jù)力學模型，運用力學原理(如牛頓定律、達朗貝爾原理，如系統(tǒng)比較復雜，難以用隔離體受力分析，常用能量法、拉格朗日方程、哈密爾頓原理等)導出系統(tǒng)微分方程。 第三步，求解系統(tǒng)微分方程，得到系統(tǒng)響應。 第四步，對求解出來的結(jié)果，進行討論分析，從中獲取解決工程實際問題的有用信息。 第五步，實驗驗證上述理論分析結(jié)果1.5研究振動危害的意義很早以前，人們就利用振動原理把衣服上的塵埃抖掉。到1673年，c.惠更斯（c.huyghens）首次提出物理擺理論。1914年以前，人們關心機械振動主要集中在避免共振上，研究重點是結(jié)構(gòu)物的固有頻率、衰減率、共振和主振型的確定。1921年，h.霍爾茲（h.holzer

20、）提出解決軸系扭轉(zhuǎn)振動的方法，利用微振動理論解決了不少確定性振動問題，但是有些問題還沒有解決。到了二十世紀三十年代，對機械振動的研究開始由線性向非線性方向發(fā)展。五十年代起因高速飛機和火箭技術(shù)的發(fā)展，機械振動從確定性振動發(fā)展到隨機振動。七十年代以來，自動控制理論。尤其是電子計算機和先進的振動測量技術(shù)、fft信號處理技術(shù)的出現(xiàn)，使人們有可能解決十分復雜的振動問題，促進了振動學科的迅速發(fā)展，促使它在各個工程領域中得到迅速發(fā)展。振動是一門古老而又有發(fā)展前途的學科。無論是機器、建筑物、橋梁、車輛、船舶、飛機、衛(wèi)星等等，都處在各種激勵的作用下，發(fā)生各種各樣的振動。嚴重的振動將對機器儀器設備以及人員帶來各種

21、危害，概括起來有如下幾方面：（1）強烈而持續(xù)的振動會導致結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，1979年美國dc10大型客機曾因一枚螺栓疲勞斷裂而導致機毀人亡。1973年日本大型汽輪發(fā)電機組曾因軸承振動疲勞而擴展至轉(zhuǎn)子折斷，轉(zhuǎn)子塊飛出幾百米，造成嚴重破壞。美國塔柯馬大橋因風激勵引起振動而斷毀，以及強地震帶來的嚴重破壞等等。在機器和設備的設計中，精心地進行振動計算，防止疲勞破壞的發(fā)生，預估使用壽命，確保設備的安全免使人員受害，是一個非常迫切的問題。（2）強烈的振動會導致設備的失效，它會使儀器儀表的精度降低，元件破壞，甚至失靈。強烈或持續(xù)的振動會使機件松動，密封破壞，以致不能工作。振動環(huán)境對儀器設備的可靠性也造成嚴重的

22、威脅。（3）強烈的振動不僅損害人體、機器和儀器，它又是噪聲的主要來源，強噪聲造成嚴重的環(huán)境污染，使人不能正常工作，造成各種職業(yè)病或污染性危害，危及人類健康。目前，振動理論已在如下領域得到應用： （1）機械工程、電機工程汽輪機、柴油機、水泵的振動及其受振部件、整機的強度和剛度問題的研究；車輛乘坐舒適性；操縱機構(gòu)的操縱性、靈敏度、穩(wěn)定性問題；農(nóng)機、機床的動態(tài)特性；回轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸節(jié)的扭轉(zhuǎn)解析；齒輪箱、軸承機構(gòu)的故障診斷和產(chǎn)品檢驗等問題；精密機械設備的減振、降噪、防沖問題。 （2）航空工程和宇航工程環(huán)境譜的調(diào)查，飛行器結(jié)構(gòu)振動的識別，聲振疲勞分析，發(fā)動機的振動監(jiān)察與控制，損壞前的預告與故障診斷。 （3）

23、土建工程地震的解析，地震時大型結(jié)構(gòu)物（超高層建筑、橋梁、隧洞、水壩、水塔等）的動態(tài)響應，結(jié)構(gòu)物的模態(tài)分析。 （4）海洋工程海浪對船舶、艦艇、海洋平臺的載荷譜，這些結(jié)構(gòu)物的模態(tài)分析，振動強度分析等。 （5）生物醫(yī)療工程腦電（eeg）、心電（ecg）、肌電（emg）信號的分析研究，心血管系統(tǒng)動力過程的研究，生物大腦皮下的神經(jīng)反應、人體場的研究，藥物的反應等。 （6）兵器工程振動環(huán)境中兵器的瞄準性、命中性、可靠性問題，兵器動態(tài)特性分析等。 （7）聲學工程各種噪聲控制技術(shù)，水省、聲發(fā)射技術(shù)，語言聲學、生物語言的研究，音響、錄像機的變音顫動分析等。 （8）地球物理工程地震信號的研究，礦床探查，爆破技術(shù)的

24、研究，核爆炸模擬的研究，地層結(jié)構(gòu)的研究等。 （9）電子與通訊工程數(shù)字通訊動態(tài)分析，雷達結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究，通訊器材的頻率特性，電唱機放大機、錄像機、揚聲器的機械振動原因分析等。 （10）鐵路、道路工程公路路面、鐵路軌道的檢驗，路面譜分析及及其標準的建立，重載運輸工程機車車輛車鉤載荷譜的建立，長大列車制動動力學及制動分析，列車通過鐵路橋梁時時的制動分析，機車車輛對軌道譜輸入的響應分析，機車車輛輪軌蠕滑力自激振動的穩(wěn)定性分析等。（11）輕工工程底片薄膜、香煙紙厚度的連續(xù)測定等。 由上述可見，振動在工程中的應用量大面廣，研究內(nèi)容十分豐富。因此，掌握振動規(guī)律顯得十分重要，也只有掌握了振動規(guī)律和特征以后，才

25、能限制其有害的方面。現(xiàn)在，振動基礎知識已成為工程技術(shù)人員正確進行產(chǎn)品設計和結(jié)構(gòu)動態(tài)特性設計所必備的知識。2聲的基本知識2.1聲音的產(chǎn)生和傳播聲音是由物體機械振動或氣流擾動引起彈性媒質(zhì)發(fā)生波動產(chǎn)生的。我們將振動的物體稱作聲源。隨著物體的振動，原處的空氣密度及壓力隨之發(fā)生變化。而該處的變化又進一步引起相鄰點的空氣密度和壓力發(fā)生變化。這樣一點一點相互影響，使起始點的空氣密度和壓力的變化向其周圍空間推進，從而形成了聲波。當聲波傳到人的耳朵，使人產(chǎn)生聲音感覺。因此，聲音是由物體振動而產(chǎn)生的聲波通過聽覺器官所產(chǎn)生的印象。 聲音必須通過空氣或其它的媒質(zhì)進行傳播，形成聲波，才能使我們聽到。沒有空氣或其它媒質(zhì)，

26、我們是聽不到聲音的，聲音在真空中不能傳導。在聲波的傳播過程中，只是把聲波振動的狀態(tài)傳播出去，而空氣質(zhì)點只在其平衡位置附近振動，并不隨著聲波傳播到遠處去。聲波的頻率：由于物體的震動，空氣中某點的密度和壓力發(fā)生變化。我們把空氣密度和壓力每秒鐘變化的次數(shù)，即每秒鐘內(nèi)空氣壓力由最大變化到最大，或由最小變化到最小的次數(shù)稱為聲波的頻率，常用符號 表示，單位是赫茲（hz）。聲波的周期：一個聲波完成一次振動（空氣壓力由最大變化到最大，或由最小變化到最小）所需要的時間稱為周期，用符號t表示，單位通常為秒（s）。周期與頻率是互為倒數(shù)關系。聲波的波長：聲波在一個周期的時間內(nèi)傳播的距離稱為波長，用符號 表示，單位通常

27、為米（m）。 聲波的傳播速度：聲波每秒內(nèi)傳播的距離稱為聲波的傳播速度，簡稱聲速，用符號 表示，單位為米/秒（m/s）。媒質(zhì)傳播聲音的速度與媒質(zhì)特性及環(huán)境溫度有關。當溫度為15 時，聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s，當溫度升高時，聲速略有增加。聲波在液體中的傳播速度比其在空氣中傳播速度高。而在固體中則差異較大。例如，聲波在鋼鐵中的傳播速度約為5100m/s，而在軟橡皮中的傳播速度僅有約50 m/s。人耳是聲音的接收器官。人耳分為外耳、中耳與內(nèi)耳三部分，每部分都有自己的特性和功能。外耳由耳廓和外耳道組成，外耳道一直通到鼓膜，其作用是將聲音由耳廓傳到鼓膜。中耳由感覺振動的鼓膜、聽小骨和容納鼓膜

28、及聽小骨的鼓室構(gòu)成。內(nèi)耳是聽覺的主要部分，由耳蝸等組成。耳蝸的外形像蝸牛，其內(nèi)部充滿了淋巴液。聲波由外耳道進來時，會使鼓膜產(chǎn)生相應的振動。這一振動再由中耳里的聽小骨傳到內(nèi)耳，使耳蝸中的淋巴液振動，它刺激聽覺神經(jīng)并傳遞給大腦，于是，我們就產(chǎn)生了聽覺。人耳能夠感知的聲音頻率范圍為：20hz20khz,20hz20khz范圍內(nèi)的聲音為可聽聲，低于20hz的聲音稱為次聲，高于20khz的聲音稱為超聲。2.2聲音的基本單位聲波的強弱或大小通常用聲壓、聲功率和聲強來表示。 聲壓：由聲波引起的交變壓強稱為聲壓，單位是帕（pa）。1帕為每平方米上1牛頓的壓力, 即1pa=1n/。 較響亮的講話聲的聲壓約為0.

29、1pa，雷聲的聲壓約在10pa以上，微風吹動樹葉的聲響可小到幾千分之一帕到幾萬分之一帕。 使大多數(shù)人產(chǎn)生聽覺現(xiàn)象的最低聲壓為2 pa，稱之為基準聲壓或參考聲壓。 聲功率：聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的總聲能稱為聲功率，單位是瓦（w）。 聲強：穿過垂直于聲波傳播方向上單位面積內(nèi)的聲功率稱為聲強，用符號i表示，單位是w/m2。聲強與聲壓的平方成正比關系?；鶞事晱娀騾⒖悸晱姙閣/m22.3聲音的三要素聲音的特性可由三個要素來描述，即響度、音調(diào)和音色。 響度：人耳對聲音強弱的主觀感覺稱為響度。響度和聲波振動的幅度有關。一般說來，聲波振動幅度越大則響度也越大。當我們用較大的力量敲鼓時，鼓膜振動的幅度大，發(fā)出

30、的聲音響；輕輕敲鼓時，鼓膜振動的幅度小，發(fā)出的聲音弱。 另外，人們對響度的感覺還和聲波的頻率有關，同樣強度的聲波，如果其頻率不同，人耳感覺到的響度也不同。 音調(diào)：人耳對聲音高低的感覺稱為音調(diào)。音調(diào)主要與聲波的頻率有關。聲波的頻率高，則音調(diào)也高。當我們分別敲擊一個小鼓和一個大鼓時，會感覺它們所發(fā)出的聲音不同。小鼓被敲擊后振動頻率快，發(fā)出的聲音比較清脆，即音調(diào)較高；而大鼓被敲擊后振動頻率較慢，發(fā)出的聲音比較低沉，即音調(diào)較低。 音色：音色是人們區(qū)別具有同樣響度、同樣音調(diào)的兩個聲音之所以不同的特性，或者說是人耳對各種頻率、各種強度的聲波的綜合反應。音色與聲波的振動波形有關，或者說與聲音的頻譜結(jié)構(gòu)有關。

31、 例如當我們聽胡琴和揚琴等樂器同奏一個曲子時，雖然它們的音調(diào)相同，但我們卻能把不同樂器的聲音區(qū)別開來。這是因為，各種樂器的發(fā)音材料和結(jié)構(gòu)不同，它們發(fā)出同一個音調(diào)的聲音時，雖然基波相同，但諧波構(gòu)成不同，因此產(chǎn)生的波形不同，從而造成音色不同。小提琴和鋼琴的波形和聲音，這兩個聲音的響度和音調(diào)都是相同的，但聽起來卻不一樣，這就是因為這兩個聲音的音色不同（波形不同）。2.4分貝的概念（1）分貝的定義 聲壓級可以用分貝（db）來表示，這使我們可以在小數(shù)字范圍內(nèi)對聲壓進行評價和計算。分貝(db)原是電氣工程師在電訊領域開始應用的，聲學中，我們用所研究的數(shù)量與一個任選參考量取以10為底的對數(shù)量級，作為表示聲音

32、大小的常用單位 可見，分貝的含義是表示兩個電量或聲學量的比值，但它不用比值直接表示，而是用這個比值的常用對數(shù)乘以10（或20）來表示。 （2)采用分貝的原因 聲音和電信號為什么要用分貝來表示，可以從兩方面來看。 人耳對聲音強弱的感覺，不是與聲音功率的變化成正比，而是和這種變化的對數(shù)成正比。所以，采用分貝為單位來表示聲音的強弱更符合人耳的聽覺特性。人耳能聽到的聲音小至蚊子的聲音，大到巨大的雷鳴聲，聲強相差 倍。這樣大的數(shù)字范圍計算起來很不方便。如果對這個數(shù)字取對數(shù)，則為120db，數(shù)值變小了，計算起來也就方便多了。因此，用分貝表示比值可將龐大的數(shù)字壓縮到一個便于計算和便于用圖表曲線表達的數(shù)字范圍

33、。3噪聲3.1噪聲的定義正如水、空氣和土壤等是我們生存必要的條件那樣，我們必須生活在一個有聲的環(huán)境之中，聲音可以幫助人們交流信息、認識事物等，成為人們一切生產(chǎn)和生活活動的前提基礎。但有些聲音對人體有害或者是多余的，便稱為噪聲，由噪聲造成的環(huán)境污染稱為噪聲污染。廣義上說來，一切可聽的聲音都有可能成為噪聲。我們所聽到的各種聲音是否成為噪聲與許多條件和因素有關：除與聲音本身的基本特性(波長、頻率和聲級)有關外，還與人的心理和生理狀態(tài)有關，因此噪聲和非噪聲的區(qū)別不僅在于其本身特性(頻率和強弱)，更在于接受對象的感受性和條件性。最早的噪聲定義出自說文和玉篇，“擾也” “群呼煩擾也”,物理學觀點:噪聲是指

34、各種頻率和聲強雜亂無序組合的聲音。心理學觀點:凡是人們不需要的聲音都稱之為噪聲。醫(yī)學觀點:醫(yī)學上認為超過60分貝的聲音是噪聲。噪聲定義的主觀性很強、有著明顯的相對性，例如音樂，你覺得很悅耳，他在思考問題時卻覺得很討厭，也就是它隨人的心理、主觀感覺等的不同而不同。3.2噪聲的分類聲音由自然界和人類活動兩方面產(chǎn)生。雖然自然界的聲音在特定情況下可能成為噪聲，如雷鳴聲、風的呼嘯聲等，但噪聲通常主要是由于人類的生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生，稱為人為噪聲。人為噪聲的產(chǎn)生途徑多種多樣，通常有：交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲等。交通噪聲由交通車輛產(chǎn)生，如公路和城市街道上的各種汽車轟鳴聲、喇叭聲，噴氣式飛機螺旋槳產(chǎn)生的

35、高速氣流與空氣的摩擦聲以及火車車輪與鐵軌的撞擊聲和汽笛聲等；工業(yè)噪聲由各種機器設備的振動、摩擦和管道排氣產(chǎn)生；建筑施工噪聲由各種施工機械設備造成，如打樁機與樁的撞擊聲、卷揚機噪聲等。噪聲還可以產(chǎn)生于人們的社會活動與生活，如各種電影院、音樂廳、舞會在某些情況下都可能成為噪聲的來源；居家的家用設備如空調(diào)器、電風扇、洗衣機和電視機等因為影響人們的休息、學習和工作而成為噪聲。按照發(fā)聲機理，噪聲可以分為：機械噪聲、空氣動力性噪聲和電磁噪聲三類。機械噪聲是由于機械部件在撞擊力、非平衡力作用下產(chǎn)生，是由固體振動而產(chǎn)生；空氣動力噪聲是由于高速或高壓氣流與周圍介質(zhì)(空氣)發(fā)生劇烈混合而產(chǎn)生；電磁噪聲是由于電磁場

36、的交替變化引起機械部件或空間容積振動而產(chǎn)生，如日光燈的整流器、電動機和變壓器產(chǎn)生的電磁噪聲等。三類噪聲中以機械振動噪聲最為常見，其次為空氣動力性噪聲，而電磁噪聲較少見。下表1列出了常見的工業(yè)設備噪聲范圍表1常見的工業(yè)設備噪聲范圍設備聲級范圍(db)飛機發(fā)動機107140織布機96130鼓風機80126空壓機73116蒸汽錘86113發(fā)電機71106水泵89103卷揚機8090 頻率是聲音的重要參數(shù)。按照頻率高低，噪聲分為：低頻噪聲(f1 khz)三類。噪聲對人體的危害與噪聲的頻率有關，其中危害最大的當屬可聽聲，其頻率范圍為20 hz2000 hz，成為噪聲控制的主要對象。3.3噪聲污染的特性（

37、1）噪聲屬于物理性污染：這種污染是局部性的，不會造成區(qū)域、全球性污染。（2）噪聲污染一般沒有殘余污染物：噪聲一旦消除污染問題就得到徹底解決。（3）噪聲污染往往易被人們所忽視：盡管有影響，但我們需要生活在適度的聲響環(huán)境中3.4噪聲的測量和評價（1）噪聲的測量聲壓計是測量噪聲的主要儀器，測量的基本原理是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號。根據(jù)噪聲的聲級范圍，普通聲級計的頻率特性有a、b、c三檔，分別稱為a聲級、b聲級和c聲級，測定噪聲聲級分別以db(a)、db(b)和db(c)表示。（2）噪聲評價 噪聲評價是城市和工業(yè)區(qū)規(guī)劃以及環(huán)境治理的重要依據(jù)，噪聲評價與噪聲評價標準以及測量方法密切相關。 噪聲評價標準有：工

38、業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準、環(huán)境噪聲標準、工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計標準、機動車輛允許噪聲標準、機械產(chǎn)品噪聲標準、建筑施工場界噪聲標準等。如下表2、表3、表4所示。表2中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準，等效聲級laeq：db類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)05040療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館15545居住區(qū)、文教區(qū)26050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)36555工業(yè)區(qū)47055城市中道路交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表3中華人民共和國工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準，等效聲級laeq：db類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)i5545居住區(qū)、文教區(qū)ii6050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)以及商業(yè)集中區(qū)iii6555工業(yè)區(qū)iv7055城市中道路

39、交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表4中華人民共和國建筑施工場界噪聲標準，等效聲級laeq：db施工階段主要噪聲源噪聲限值晝間夜間土石方推土機、挖掘機、裝載機等7555打樁各種打樁機等85禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌機、振搗棒、電鋸等7055裝修吊車、升降機等65554振動與噪聲對人的危害4.1振動對人的危害物體在外力作用下沿直線或弧線以中心位置（平衡位置）為基準的往復運動，稱為機械運動，簡稱振動。 物體離中心位置的最大距離為振幅。單位時間內(nèi)（）內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率，它是評價振動對人體健康影響的常用基本參數(shù)。 振動對人體的影響分為全身振動和局部振動。全身振動是由振動源（振動機械、車輛、活動的

40、工作平臺）通過身體的支持部份（足部和臀部），將振動沿下肢或軀干傳布全身引起接振動為主，振動通過振動工具、振動機械或振動工件傳向操作者的手和手臂。（1）常見的振動作業(yè) 全身振動的頻率范圍主要在。局部振動作用的頻率范圍在。上述劃分是相對的，在一定頻率范圍（如以下）既有局部振動作用又有全身振動作用。)局部振動作業(yè)：主要是使用振動工具的各工種，如砂鉚工、鍛工、鉆孔工、搗固工、研磨工及電鋸、電刨的使用者等進行作業(yè)。)全身振動作業(yè)：主要是振動機械的操作工。如震源車的震源工、車載鉆機的操作工；鉆井發(fā)電機房內(nèi)的發(fā)電工及地震作業(yè)、鉆前作業(yè)的拖拉機手等野外活動設備上的振動作業(yè)工人，如鍛工等。振動對人體的不良影響及

41、危害 從物理學和生物學的觀點看，人體是一個極復雜的系統(tǒng)，振動的作用不僅可以引起機械效應，更重要的是可以引起生理和心理的效應。 人體接受振動后，振動波在組織內(nèi)的傳播，由于各組織的結(jié)構(gòu)不同，傳導的程度也不同，其大小順序依次為骨、結(jié)締組織、軟骨、肌肉、腺組織和腦組織，以上的振動波易為組織吸收，不易向遠處傳播；而低頻振動波在人體內(nèi)傳播得較遠。全身振動和局部振動對人體的危害及其臨床表現(xiàn)是明顯不同的。全身振動所產(chǎn)生的能量，能過支承面作用于坐位或立位操作的人身上，引起一系列病變。人體是一個彈性體，各器官都有它的固有頻率，當外來振動的頻率與人體某器官的固有頻率一致時，會引起共振，因而對那個器官的影響也最大。全

42、身受振的共振頻率為，在該種條件下全身受振作用最強。 接觸強烈的全身振動可能導致內(nèi)臟器官的損傷或位移，周圍神經(jīng)和血管功能的改變，可造成各種類型的、組織的、生物化學的改變，導致組織營養(yǎng)不良，如足部疼痛、下肢疲勞、足背脈搏動減弱、皮膚溫度降低；女工可發(fā)生子宮下垂、自然流產(chǎn)及異常分娩率增加。一般人可發(fā)生性機能下降、氣體代謝增加。振動加速度還可使人出現(xiàn)前庭功能障礙，導致內(nèi)耳調(diào)節(jié)平衡功能失調(diào)，出現(xiàn)臉色蒼白、惡心、嘔吐、出冷汗、頭疼頭暈、呼吸淺表、心率和血壓降低等癥狀。暈車暈船即屬全身振動性疾病。全身振動還可造成腰椎損傷等運動系統(tǒng)影響。 局部接觸強烈振動主要是以手接觸振動工具的方式為主的，由于工作狀態(tài)的不同

43、，振動可傳給一側(cè)或雙側(cè)手臂，有時可傳到肩部。長期持續(xù)使用振動工具能引起末梢循環(huán)、末神經(jīng)和骨關節(jié)肌肉運動系統(tǒng)的障礙，嚴重時可患局部振動病。神經(jīng)系統(tǒng)：以上肢末梢神經(jīng)的感覺和運動功能障礙為主，皮膚感覺、痛覺、觸覺、溫度功能下降，血壓及心率不穩(wěn)，腦電圖有改變。心血管系統(tǒng)：可引起周圍毛細血管形態(tài)及張力改變，上肢大血管緊張度升高，心率過緩，心電圖有改變。肌肉系統(tǒng)：握力下降，肌肉萎縮、疼痛等。骨組織： 引起骨和關節(jié)改變，出現(xiàn)骨質(zhì)增生、骨質(zhì)蔬松等。聽覺器官：低頻率段聽力下降，如與噪聲結(jié)合，則可加重對聽覺器官的損害。其他：可引起食欲不振、胃痛、性機能低下、婦女流產(chǎn)等。（2）、振動病我國已將振動病列為法定職業(yè)病。

44、振動病一般是對局部病而言，也稱職業(yè)性雷諾現(xiàn)象、振 動性血管神經(jīng)病、氣錘病和振動性白指病等。 振動病主要是由于局部肢體（主要是手）長期接觸強烈振動而引起的。長期受低頻、大振幅的振動時，由于振動加速度的作用，可使植物神經(jīng)功能紊亂，引起皮膚分析器與外周血管循環(huán)機能改變，久而久之，可出現(xiàn)一系列病理改變。早期可出現(xiàn)肢端感覺異常、振動感覺減退。主訴手部癥狀為手麻、手疼、手脹、手涼、手掌多汗、手疼多在夜間發(fā)生；其次為手僵、手顫、手無力（多在工作后發(fā)生），手指遇冷即出現(xiàn)缺血發(fā)白，嚴重時血管痙攣明顯。片可見骨及關節(jié)改變。如果下肢接觸振動，以上癥狀出現(xiàn)在下肢。 振動的頻率、振幅和加速度（加速度增大，可使白指病增多

45、）是振動作用于人體的主要因素，氣溫（寒冷是促使振動致病的重要外界條件之一）、噪聲、接觸時間、體位和姿勢、個體差異、被加工部件的硬度、沖擊力及緊張等因素也很重要。4.2噪聲對人的危害（1）、聽力損害1)暫時性聽域遷移：當人耳短時間暴露于噪聲時，會引起人們的聽覺疲勞，但此時的聽覺器官尚未發(fā)生器質(zhì)性病變。一旦噪聲消除，聽覺疲勞也就逐漸消失，直至聽覺恢復到正常狀態(tài)。2)永久性聽域遷移：又稱為噪聲性耳聾，是指人耳長期暴露于強噪聲環(huán)境之中，聽覺反復受到噪聲的不斷刺激，聽域遷移由暫時性逐漸成為永久性，聽覺恢復越來越難，死亡的聽覺細胞無法再生，造成永久性耳聾。耳聾有輕重之分，一般以聽力損失進行衡量，如下表5所

46、示。表5聽力損失與耳聾程度聽力損失耳聾程度20db耳聾的基準2040db輕度耳聾4055db中度耳聾5570db顯著耳聾7090db重度耳聾90db極端聾（2）、誘發(fā)疾病誘發(fā)疾病是噪聲污染的一個重要體現(xiàn)。噪聲作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使得大腦皮層的興奮和抑制平衡失調(diào)、條件反射異常，導致頭昏腦脹、疲勞和記憶力衰退以及腸胃功能紊亂等癥狀，嚴重時誘發(fā)胃潰瘍、冠心病和動脈硬化等疾病。影響人們正常生活降低人們睡眠、學習、工作、語言交流的效率和效果。嚴重時使得這些活動無法進行。5振動與噪聲的控制和治理噪聲和振動有著非常密切的關系。許多噪聲是由振動引起的，這種振動以彈性波的形式在空氣、液體和固體介質(zhì)中進行傳播

47、，分別稱為氣體聲、液體聲和固體聲，通常將固體聲稱為振動。噪聲和振動污染的控制原理十分相似：隔振的同時也起到降噪作用。5.1振動的控制和治理控制振動危害的設備或裝置稱為隔振器或減振器。下圖2所示各種金屬彈簧減振器.圖2金屬彈簧減振器5.2噪聲的控制和治理與其它污染控制相似，噪聲污染控制的途徑主要有：行政管理、規(guī)劃和噪聲治理。（1）、政管理措施對噪聲采取必要的管理方法以限制噪聲污染，其基本做法為行政立法。我國對交通噪聲、機動車輛噪聲、飛機噪聲、工廠噪聲、建筑施工噪聲、娛樂場所噪聲污染的控制進行立法。如(gb12348-90)中規(guī)定：交通干道環(huán)境噪聲70-87db(a)；建筑施工場界噪聲限值如下表6

48、所示。表6建筑施工場界噪聲限值施工機械晝間夜間土石方推土機、挖掘機、裝載機等75 db(a)55 db(a)打樁打樁機85 db(a)禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌機70 db(a)55 db(a)裝修吊車、升降機65 db(a)55 db(a)（2）、規(guī)劃性措施區(qū)域性規(guī)劃：城市規(guī)劃部門在確定建設布局時，將飛機場、重工業(yè)區(qū)等高噪聲源布置在遠離市區(qū)的郊外，并按照噪聲從高到低依次進行布局。道路規(guī)劃：依據(jù)國家聲環(huán)境質(zhì)量標準和民用建筑隔聲設計規(guī)范，合理劃定建筑物與交通干道的防噪聲距離，并提出相應的規(guī)劃設計要求?？刂瞥鞘腥丝诿芏龋喝肟诿芏葲Q定了交通流量、商業(yè)以及生產(chǎn)活動等產(chǎn)生的噪聲高低以及影響程度。利用各種措施

49、進行隔聲，如利用土丘、綠化帶等減輕噪聲對安靜區(qū)域的影響。（3）、治理措施1) 噪聲源的控制 研究工藝過程：使用低噪聲工藝代替高噪聲工藝 研究降低噪聲源輻射噪聲的激振力 研究降低噪聲源中、噪聲輻射部件對激振力的響應2) 噪聲傳播途徑的控制 研究城市、工廠和車間如何全面合理布局 研究噪聲傳播途徑上的聲學技術(shù)措施(隔聲、吸聲和消聲)3) 個人防護措施常用的噪聲個人防護用品有：耳塞、耳罩和頭盔三種。這些防護用品除減弱噪聲危害外，還有保暖、防沖撞的功能。（4）、噪聲治理技術(shù)噪聲治理應從噪聲的產(chǎn)生源著手，即在噪聲產(chǎn)生之前采取多種措施防止產(chǎn)生噪聲。噪聲產(chǎn)生之后首先在聲源處降低噪聲，在有人活動的地方進行隔聲降

50、噪，減輕噪聲的危害。依據(jù)技術(shù)作用原理，隔聲降噪技術(shù)分為：吸聲、隔聲和消聲三種類型，其適用的場合也不相同。1）吸聲未做任何聲學處理的墻壁、門窗、地板等與空氣的特性阻抗相差很大，因此造成聲波的強烈反射，聲波的一次與多次反射、疊加的結(jié)構(gòu)構(gòu)成混響聲，實際空間內(nèi)聽到的聲音既有直達聲又有混響聲，聲波的反射、疊加增加了噪聲的聲級和危害性。采用能夠吸收聲能的材料或結(jié)構(gòu)可以吸收聲能，使得反射聲減弱，達到吸收降噪的效果。吸聲原理示意圖，如圖3所示。圖3 吸聲原理示意圖吸聲主要應用于：降低體積大、混響時間長的室內(nèi)噪聲；改善室內(nèi)音質(zhì)；與消音、隔音結(jié)合起來共同隔聲降噪。 吸聲的主要優(yōu)點是效果穩(wěn)定，對機械設備的操作維修無影響。一般情況下可以降噪35dba，對于混響嚴重的車間可以降噪610dba。2）、隔聲如圖4所示，使用構(gòu)件將噪聲和接受者分開，阻斷空氣中聲波的傳播，從而達到降噪的目的的措施稱為隔聲。圖4隔聲基本原理示意圖 聲波在通過空氣的傳播途徑中，碰到一勻質(zhì)屏蔽物時，由于兩分界面的特性阻抗的改變，使得部分聲能被屏蔽物反射回去，一部分被屏蔽物吸收，另一部分可以透過屏蔽物到另一空間去，從而降低了噪聲的傳播。用來阻擋聲源和接受者之間直達聲的障板或簾幕狀屏蔽物稱為隔聲屏或隔聲簾。建筑物內(nèi)，在對隔聲要求不高的情況下，