第一章噪聲緒論課件

機(jī)械噪聲測(cè)試分析與降噪技術(shù)AnalysisandReductionofMechanicalNoise主要內(nèi)容聲和噪聲1噪聲的危害2聲學(xué)量度及噪聲評(píng)價(jià)3噪聲的測(cè)試分析技術(shù)4機(jī)械噪聲識(shí)別與控制技術(shù)5一、聲和噪聲聲音產(chǎn)生于物體的振動(dòng)，并通過(guò)激發(fā)周?chē)臍怏w、液體或固體介質(zhì)的擾動(dòng)，以聲波的形式進(jìn)行傳播。如鋼板的振動(dòng)（銅鑼?zhuān)?聲音．．．．．．一、聲和噪聲產(chǎn)生聲音的振動(dòng)物體。如敲擊后因振動(dòng)而發(fā)出聲音的銅鑼?zhuān)曉矗?，用手一捂聲音即止，這就揭示了：1聲音１）聲源聲源的振動(dòng)強(qiáng)弱、動(dòng)態(tài)性能直接決定聲音大小。一、聲和噪聲聲源的振動(dòng)而激發(fā)傳播介質(zhì)產(chǎn)生的疏密變化的一種波動(dòng)形式。1聲音2）聲波①波陣面：同一時(shí)刻波傳播到的面，可以是平面、球面、柱形面或它們的組合。

②機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中以一定的速度傳播的過(guò)程。聲頻范圍內(nèi)的機(jī)械波即為聲波。

③機(jī)械波可以是縱波，也可以是橫波或二者的組合?？v波：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同。

橫波：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，如石塊投入水中。

一、聲和噪聲④幾種典型波動(dòng)形式的描述一、聲和噪聲1聲音３）不同條件下的聲傳播特性空氣中聲速：C空(0。C)＝331.6m/s，C空(20。C)＝334m/s，ρ空＝1.2kg/m3

水中聲速：

C水(20。C)＝1450m/s，ρ水＝1000kg/m3

鋼材中聲速：C鋼(20。C)＝5000m/s，ρ鋼＝7800kg/m3

可見(jiàn)：聲速與介質(zhì)密度、溫度等關(guān)系極大。一、聲和噪聲1聲音4）聲壓由于聲源振動(dòng)引起傳播介質(zhì)壓強(qiáng)的變化量1000Hz純音人剛能聽(tīng)到的聲壓(基準(zhǔn)聲壓)

微風(fēng)的聲壓

室內(nèi)大聲談話聲壓

飛機(jī)強(qiáng)力發(fā)動(dòng)機(jī)可見(jiàn)：可聞聲壓域很寬(倍)，不易計(jì)量,應(yīng)引入聲壓級(jí)()。一、聲和噪聲1聲音5）聲音的頻率范圍聲源的振動(dòng)頻率一、聲和噪聲

物理學(xué)觀點(diǎn)2樂(lè)聲和噪聲美國(guó)人定義：

樂(lè)聲和噪聲的主觀區(qū)分和定義因人而異

噪聲的定義不一，但含義一致：

對(duì)于一首樂(lè)曲，某人愛(ài)聽(tīng)則為樂(lè)聲，而對(duì)另一位不愛(ài)聽(tīng)或想專(zhuān)心看書(shū)者則為噪聲；小孩的哭叫聲對(duì)母親也可能認(rèn)為愛(ài)聽(tīng)，是樂(lè)聲，但對(duì)他人則明顯為噪聲。

生理學(xué)觀點(diǎn)凡是使人煩躁的、討厭的、不需要的聲音。NoiseisanyundesiredSound.二、噪聲的危害噪聲的危害是多方面的，取決于頻率位置及聲壓級(jí)的高低。聲強(qiáng)大于85dB，人將明顯受到危害;

聲強(qiáng)大于140dB，人耳將完全不能忍受。二、噪聲的危害1損害身體健康1）引起耳聾或聽(tīng)力下降聽(tīng)力疲勞：長(zhǎng)時(shí)間暴露在中等強(qiáng)度的噪聲環(huán)境所致，可恢復(fù)。

暫時(shí)聽(tīng)域改變：可相差20~30dB

聽(tīng)力損失：永久性聽(tīng)力偏移

四個(gè)等級(jí)

同樣強(qiáng)度下中高頻聲對(duì)人的危害更大二、噪聲的危害1損害身體健康2）引起其它疾病會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃、心血管等方面的疾病強(qiáng)度的影響

頻率的影響例如：

電機(jī)：1500r/min=25Hz

頭、頸、肩不適

火車(chē)：60km/h=16.6m/s，鐵軌

L=10m，胸不適二、噪聲的危害2對(duì)生活和工作的影響人在睡眠時(shí)，30~40dB的聲音就會(huì)產(chǎn)生影響熟睡后，40~45dB的聲音就會(huì)有“覺(jué)醒反映”注意：絕對(duì)的寂靜無(wú)聲也是有害的，會(huì)使人發(fā)瘋、失去理智、神經(jīng)錯(cuò)亂，應(yīng)15dB。

例如：美國(guó)有公寓，隔音設(shè)施太好，住戶多得神經(jīng)病，加裝蜂音器后好轉(zhuǎn)。二、噪聲的危害3造成物質(zhì)上的損失強(qiáng)噪聲會(huì)使儀器設(shè)備失靈和毀壞。180dB的強(qiáng)噪聲會(huì)使金屬疲勞軟化190dB的強(qiáng)噪聲可使鉚釘?shù)葦嗔讶⒙晫W(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)三、聲學(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)1聲壓級(jí)2）聲壓級(jí)分貝dB:指兩個(gè)功率（例如A1和A0）之比取以10為底的對(duì)數(shù)并乘以10，單位為dBN＝10lgA1/A0A0是基準(zhǔn)量（或參考值），A1是被量度量聲壓級(jí)Lp:對(duì)聲學(xué)來(lái)講，功率=力*速度，聞?dòng)蚵晧?正常人耳剛剛能聽(tīng)到的聲壓痛域聲壓:正常人感到疼痛難忍的聲壓

三、聲學(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)2聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)1）聲強(qiáng)級(jí)聲強(qiáng)LI：反映了聲音的能量密度，是一矢量，單位為（瓦/米2）

基準(zhǔn)聲強(qiáng)：I0=10-12瓦/米2

聲強(qiáng)級(jí)：LI=

10lg(I/I0

)dB

聲強(qiáng)級(jí)與聲壓級(jí)數(shù)值是相同的：LI=

Lp

∵自由聲場(chǎng)中，代入上式：五、機(jī)械噪聲的識(shí)別與控制技術(shù)1噪聲的傳播與控制技術(shù)20噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備把人們不需要的聲音通稱(chēng)為噪聲。噪聲控制的目的就是要獲得適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)環(huán)境，把噪聲污染限制在可容許的范圍內(nèi)。聲學(xué)系統(tǒng)一般包括聲源、傳播途徑和接受者，因此噪聲控制一般從這三方面考慮，即噪聲源的控制、傳播途徑的控制、接受者的防護(hù)。其中傳播途徑的控制是噪聲控制中的普遍技術(shù)。五、機(jī)械噪聲的識(shí)別與控制技術(shù)消聲室隔聲間壁玻璃棉吸聲結(jié)構(gòu)一、噪聲源的控制

1、合理選擇材料和改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)降低噪聲

2、改進(jìn)工藝和操作方法降低噪聲

3、減小激振力來(lái)降低噪聲

4、提高運(yùn)動(dòng)零部件間的接觸性能

5、降低機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的噪聲輻射部件對(duì)激振力的響應(yīng)

6、低噪聲設(shè)備噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備二、傳播途徑的控制在傳播途徑上控制噪聲是目前噪聲控制中采用最普遍的技術(shù)，按其工作原理可分為吸聲、隔聲和消聲，其相應(yīng)的設(shè)備為吸聲降噪設(shè)備、隔聲設(shè)備和消聲器。

1、吸聲降噪設(shè)計(jì)在噪聲污染控制工程中，吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)常用來(lái)降低室內(nèi)噪聲。吸聲材料按吸聲機(jī)理可分為多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備（1）多孔吸聲材料多孔吸聲材料的內(nèi)部和表面都有很多微小的細(xì)孔，孔和孔之間相互聯(lián)通并直接與外界大氣相連，具有一定的通氣性。聲波在空隙內(nèi)傳播時(shí)會(huì)引起經(jīng)絡(luò)間的空氣來(lái)回運(yùn)動(dòng)，與靜止的經(jīng)絡(luò)相互摩擦，由于空氣的粘滯性和空氣與經(jīng)絡(luò)之間的熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉，從而起著吸收聲能的作用。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備1）多孔吸聲材料及其種類(lèi)①無(wú)機(jī)纖維材料無(wú)機(jī)纖維材料主要有超細(xì)玻璃棉、玻璃絲、礦渣棉、巖棉及其制品。②泡沫塑料常用做吸聲材料的泡沫塑料主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。③有機(jī)纖維材料如棉麻、甘蔗、木絲、稻草等④建筑吸聲材料如加氣混凝土、微孔吸聲磚、膨脹珍珠巖等噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備2、隔聲降噪設(shè)計(jì)隔聲是噪聲控制工程中常用的一種技術(shù)措施，利用墻體、各種板材及構(gòu)件作為屏蔽物或利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)把噪聲控制在一定范圍之內(nèi)，使噪聲在空氣中的傳播受阻而不能順利通過(guò)，從而達(dá)到降低噪聲的目的。

噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備①透聲系數(shù)與隔聲量假設(shè)Ei為入射聲能量，Ea為構(gòu)件吸收的聲能量，Er為反射聲能量，Et為透射聲能量。透射聲能Et與入射聲能Ei之比稱(chēng)為透聲系數(shù)或透射系數(shù)τ，即：在工程實(shí)際中常采用透聲系數(shù)倒數(shù)的對(duì)數(shù)來(lái)表示透聲損失的大小，稱(chēng)為傳聲損失，或透聲損失，或隔聲量，用R表示，單位是分貝(dB)。

τ值越小，R值越大，說(shuō)明隔聲性越好。

噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備②單層密實(shí)均勻構(gòu)件的隔聲性能此類(lèi)構(gòu)件的隔聲材料要求密實(shí)而厚重，如磚墻、鋼筋混凝土、鋼板、木板等。受到聲波作用，其隔聲性能與材料的剛性、阻尼、面密度有關(guān)。③雙層隔聲結(jié)構(gòu)雙層結(jié)構(gòu)是指兩個(gè)單層結(jié)構(gòu)中間夾有一定厚度的空氣或多孔材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量與空氣層厚度有關(guān)，厚度增加，隔聲量也增加。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備④隔聲罩的設(shè)計(jì)與應(yīng)用采用隔聲罩，可控制其隔聲量，使工作所在位置的噪聲降低到所需要的程度，且技術(shù)措施簡(jiǎn)單、體積小、用料少、投資少。隔聲罩的罩壁由罩板、阻尼涂料和吸聲層構(gòu)成。隔聲罩一般分為全封閉、局部封閉和消聲箱式隔聲罩。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備3、消聲器消聲器用來(lái)降低空氣動(dòng)力設(shè)備的進(jìn)排氣口噪聲或沿管道傳播的噪聲，既能允許氣流順利通過(guò)，又能有效的阻止或減弱聲能向外傳播。（1）、消聲器的聲學(xué)性能①傳遞損失LTL

傳遞損失又稱(chēng)為傳聲損失，是消聲器入口處和出口處的聲功率級(jí)之差值：LTL＝Lwl一LW2②消聲量LNR

消聲量又稱(chēng)為噪聲降低量或減噪量，指的是消聲器進(jìn)口端和出口端的平均聲壓級(jí)差，即：噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備（2）阻性消聲器阻性消聲器是利用安裝在管道內(nèi)壁或中部的阻性材料(主要是多孔材料)吸收聲能而達(dá)到降低噪聲的目的。因?yàn)槎嗫撞牧系奈暀C(jī)理類(lèi)似于電路中的電阻消耗電能，故稱(chēng)依靠多孔吸聲材料消聲的消聲器為阻性消聲器。阻性消聲器具有良好的中高頻消聲性能，低頻消聲性能較差。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備②阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式很多，常見(jiàn)有片式消聲器、蜂窩式消聲器、直管式消聲器、迷宮式消聲器等，噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備圖6常見(jiàn)阻性消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖③阻性消聲器的特點(diǎn)阻性消聲器中多孔材料對(duì)中、高頻噪聲的吸收顯著，能較好地消除中、高頻噪聲，而對(duì)低頻的消聲作用較差。因此阻性消聲器主要用于對(duì)中、高頻噪聲的吸收。阻性消聲器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和良好的吸收中、高頻噪聲的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。但不適合在高溫、高濕的環(huán)境中使用，多用于風(fēng)機(jī)的進(jìn)、排氣消聲。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備（3）抗性消聲器抗性消聲器的基本結(jié)構(gòu)是由擴(kuò)張室和連接管串聯(lián)而成。它是利用管道截面的變化(擴(kuò)張或收縮)使聲波在傳播過(guò)程中引起阻抗改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，再沿管道繼續(xù)傳播而降低由消聲器向外輻射的聲能，從而達(dá)到消聲的目的。

抗性消聲器適用于消除低中頻噪聲，構(gòu)造簡(jiǎn)單、耐高溫、耐氣體腐蝕和沖擊；其缺點(diǎn)是消聲頻帶窄，對(duì)高頻噪聲消聲效果較差。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備③共振腔式抗性消聲器共振腔式抗性消聲器是利用共振吸聲原理進(jìn)行消聲，一般由一段開(kāi)有若干個(gè)軸型和狹縫型等。共振腔式消聲器的特點(diǎn)是選擇性較強(qiáng)，在共振頻率處的消聲量很大，而偏離共振頻率時(shí)消聲量急劇下降。比較適宜于低、中頻成分突出的氣流噪聲的消聲。

噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備④干涉式抗性消聲器干涉式消聲器主要借助相干聲波的相互抵消作用來(lái)達(dá)到消聲目的。⑤阻抗復(fù)合型消聲器常用的阻抗復(fù)合型消聲器的形式有阻性-擴(kuò)張室復(fù)合式、阻性-共振復(fù)合式和阻性-擴(kuò)張室-共振腔復(fù)合式等。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備三、個(gè)人防護(hù)當(dāng)在聲源上和傳播途徑上控制噪聲難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，或在某些無(wú)需進(jìn)行控制、但對(duì)接受者來(lái)說(shuō)必須加以保護(hù)的場(chǎng)合，往