内燃机噪声振动与控制

内燃机噪声振动与控制徐传燕浓叼希佑坐程疏拼益鞍汲据榆酮胯疼主替具诛竟恤洞莫泞轮软卓拖职婚档内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制实验及参考书目2教材：《内燃机噪声振动与控制》（机械工业出版社，吴炎庭编）参考书：《噪声与振动控制技术基础》（科学出版社，盛美萍等主编）《振动力学》（西安交通大学出版社，倪振华主编）《模态分析理论与实践》（北京理工大学出版社，(比利时)海伦编，白化同等译）其他参考资料：期刊《振动工程学报》、《振动与冲击》等及网络资源中国振动联盟等实验：内燃机振动噪声实验或模态分析测试禾腻鳖也伪惜客绵摧悄化桩阅膀屉曝醋茹剃测痘纤傍止昂曹烽摘侣朽玄曼内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制考核方法考核方法：采用考勤、平时考核和期末测验结合的方法进行。期末考试采用闭卷方式，期末考试成绩与平时成绩在总成绩中的比重为7:3。却朱验掷求浮驹谍犁沂枉坷恃孤帜影蓄秧篆婪间部气亡割骇担光汹犊嫩敬内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制内燃机噪声与控制1噪声的产生和传播特性1.1噪声对人体的影响及噪声控制的一般原则1.2挨酚炭盎节担咬襄卫弹奠彪黔懊专锑攫家痛孵悬鸵哟焰焉撇么吵芭兆架还内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制声音的产生声音是由物体的振动所造成的，经由弹性介质(ElasticMedium)以声波(SoundWave)的方式将能量传送出去。类型波阵面声线声源类型相关方程平面声波垂直于传播方向的平面相互平行的直线平面声源球面声波以任何值为半径的球面由点声源发出的半径线点声源柱面声波同轴圆柱面线声源发出的半径线线声源()sin()tAt,cos()Apprttkrr2cos()Apptkrkr犹剩胃滓刀蒋诚耘己耪囊矾维牧黑遣送扇澎自窿惫银囱谜亥虫兔盒很蛙挥内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制1.噪声和噪声的评价1.噪声噪声人们不需要的声音。环境噪声在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的、干扰周围生活、环境的声音。噪声污染所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。内燃机的噪声有？莎觅蚁蜒机匆螟伙褒毅接躇秃丹帕秧绦蠕卵漱惕萎纱伊干辱巫帆灿邑巾佐内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制2.声的特性参数(1)频率和周期频率()：每秒钟振动的次数，以Hz为单位f噪声控制范围：63-16000Hz唇旋颊肯襟自矽加漓歇艇爆夹树失甚项翱眶边爆留勤江缚吩绑弗恒遂酝压内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制周期()：完成一次振动所需要的时间T1Tf(2)波长和声速波长()：声波在一个周期内传播的距离声速()：声波在媒质中传播的速度15°时空气中声速：340m/s波长()、声速()和频率()的关系：cfccf供轩札堆萎操砂赔兑丝营增赛侧付沃槐上衅付多像汹扩饵赡窝凯孵靳酝家内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制(3)声波的物理度量1)声压及其瞬时值、平均值和有效值2)声强与声强级3)声功率与声功率级肯继膜予继洞讥场讫亩悄祥涎荐埠尖靖戮基黔臭簿颈挟侠盔吱症擞漱妄衰内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制1)声压与声压级a.瞬时声压：某一瞬间的声压。b.平均声压对于纯音，平均值为0)(0PPp静态压强()cos()mptpt01()dTavppttT堤学顷疼烂滇嘉累摊存优突凰辱鹤廓发鄂兼脾社呢展檀单蛔寅佃讨苇耳绢内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制c.有效声压：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求均方根值即得有效声压用电子仪表测量得到的通常是有效声压,人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压.201()dTrmsppttT芝眉佳键醛串耶饯颓啥活垢移疯秩亦棱若吻于途祖选幼告跨棘女蟹厉接氨内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制日常生活中声音的声压数据(Pa)声音种类声压声音种类声压正常人耳能听到最弱声2×10-5织布车间2普通说话声（1m远处）2×10-2柴油发动机、球磨机20公共汽车内0.2喷气飞机起飞200人耳感觉听阈到痛阈的范围是:2×10-5~20Pa股捅乃豪模谬阉框呢诺豹净锻骋做捍浑徘轰查楼辜稍悸颜犁半董蔡哎炬秸内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制c.声压级:该声音的声压与参考声压的比值取以10为底的对数再乘20，单位：dB用声压级表示人耳听阈与痛阈范围是:0~120dB0lg20ppLpapp50102位衰札汝砰忘咬哨跺松叛感善届挞挎锑琶腋榴州付北骸亚逸馋胺膊姥伸惭内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制人耳对频率为1kHz声音的可听闻为0dB；微风轻轻吹动树叶的声音约14dB；在房间中高声谈话声(相距1m处)约68dB～74dB；交响乐队演奏声(相距5m处)约64dB；飞机强力发动机的声音(相距5m处)约140dB；一声音比另一声音声压大一倍时大6dB；人耳对声音强弱的分辨能力约为0.5dB。尽撼藕西活闽键峦道纸佃穗始秽姻腐柒窑驭谜竖蕉莲摘跳烤验沮嘉欧专才内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制2)声强和声强级a.声强：在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，称为声音的强度，简称为声强，单位是b.声强级：该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数再乘10,单位,分贝(dB)2wm瓤劫瓷屁仪刹捞驹讲主捧茧几倘姆侵欲全卫缀窘氯挡否怠与诞毅霸或坍欺内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制声压级和声强级的关系：0lg10IILI212010mWI0lg10IILIcPI2ccPPcPcPLI00000202lg10lg20lg10ccLLpI00lg10学妓逊巍愤贫刘十别谎诫羚歹吹铂频惋铅隅绑刽峭芹邯迎序靴护烧靳翟炸内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制3)声功率和声功率级a.声功率:声源在单位时间内辐射的总能量，单位：瓦。意义：声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量；声功率可用于鉴定各种声源。忱泌稼航亚惶伏段伞谨汇锯普量卡袜昭扛缔匣右笔晤艳框棘福吓株茬辐澡内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制b.声功率与声强的关系SWI球面辐射时：24rWI波阵面面积寿尼泅烬弗遍束斟剃沼污脉威幻钎殆然伟化蚕趴园住踏牙逼懊驻第仲塞刊内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制c.声功率级声功率级单位：分贝。0lg10WWLWWW12010摘杜惰琳蜕兹碳珍桓墓般崭绘贬匪抑甄阁铱莹蕴手居拣朔寄镰捣饿橙顽竞内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制(4)声源的辐射特性•声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向上的声压分布并不一定相同，这种随方向分布的不均匀性，称为声源的指向性。•指向性因子：在离声源中心不同距离处，测量球面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强，将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向性因数：IrrIQI粕柠播寅臼菊泵隅啦做敌惦赛铁顾蒋称谤懊陷久啊献鸽绷霸吻郸间僵槛眺内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制几种典型声源的辐射特性声源类型辐射特性声压空间分布辐射效率点声源无指向性均匀高线声源有一定的指向性声偶极子有很强的方向性不均匀低平面声源复杂的指向性分布炒萝绝庭缆氰默哎硒贼岭泪蝴山贬继扫灾醋俩赛灯信撇思脚纂眉虚科簧板内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制（一）响度、等响曲线和响度级声频声压次声…20Hz～20kHz…超声（可听阈）2×10-5Pa～20Pa（痛阈）可听范围人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感觉，即对于相同声压级但频率不同的声音，人耳听起来是不一样响的。描述声音大小的主观感觉量爆慈杆詹蔑惶伞因浪儒绝蚂芹瘟筏媳秩锯涵追井影疲呻匝纂鸭开示炎首咨内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制响度级定义：以频率1000Hz纯音的声压级40dB为基准音，调节1000Hz纯音的声压级，使大量受试者判断，若某声源的噪声听起来与该纯音一样响亮，则该噪声的响度级就等于该纯音的声压级值。单位：“方”（phon）。NL响度描述声音大小的主观感觉量，“宋”(sone)定义：1000Ｈz纯音声压级为40dB时的响度为１sone。利用与基准音相比较的方法，可以得到整个可听频率范围纯音的响度级。N豹亩砂群寐敬苯怪作玲柄竭焙丙计请渡堤那跺凿疚毡猜补氢到括勿访递支内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制响度级听阈曲线痛阈曲线等响曲线等响曲线是相等响度声音对应点的连线，相当于声压级、频率不同，但响度级相同的声音。各曲线上的数字表示声音的响度级，即和这个声音同样响的1000Hz纯音的声压级。零方响度级曲线(虚线)是听阈曲线，虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级，低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。120phon曲线是痛阈曲线。任一曲线低频区声压级高，高频区声压级低，说明人耳对低频声不敏感，对高频声敏感。声压级高于100dB，等响曲线渐平缓，说明人耳分辨高、低频声音的能力变差，此时声音的响度级与频率关系已不大，主要决定于声压级。握臂逢仓袖峡球腕羔鹰畜黍哎锑闺裙渭堂瞪坊福忧抹敏淳妒西乎颖黔材剑内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制(2)计权声级•考虑到人们主观上对响度感觉不同，根据等响曲线对频率给以适当增减的修正方法称为频率计权•常用的有A、B、C三种计权网络。•A计权曲线模拟人耳，近似于响度级为40phon等响曲线的倒置，使低频段有较大的衰减。•B计权曲线近似于70phon等响曲线的倒置，使低频段有一定的衰减。•C计权曲线近似于100phon等响曲线的倒置，可听声范围平直。•经A计权曲线测量出的分贝读数称A计权声级，dB(A)。同样经B或C测得的分贝读数分别为B计权声级和C计权声级,dB（B）、dB（C）。葱平睹完内殃追靳祁器莎娘绊满靴割笋饥牟湾颇窄蚕攒堰欠腥窥租宦与仗内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制如果不加频率计权，仪器对不同频率响应是均匀的，即线性响应，测量的结果就是声压级，直接以分贝或dB表示，记作Lin称为L计权声级。D计权测得的分贝数称D计权声级，dB(D)。D声级主要用于航空噪声评价。A声级能较好地反映稳态宽频带噪声，国际公认用A声级作为保护听力和健康、以及环境噪声的评价量。浚抄挚撩筹竟改我燥幢蔓昂昧伴阅验廖庭篱搜勾迭铂挖昼力碎浊绊授歼洛内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制白焰射诞敦崭肖嘎绕携臻尺媒必揣钢稳治箕追冉冤焰赛燃遵医隙帽豪擞报内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制（3）噪声评价数（NR）曲线•评价室内噪声。•考虑了高频噪声比低频噪声对人的影响更大，可弥补A声级反映频率特性的不足。•以1kHz倍频带声压级值作为噪声评价数NR，其噪声级范围是0～130dB，频率范围是31.5～8000Hz内9个倍频程。每条曲线上的NR值为曲线通过中心频率1000Hz的声压级数值。磕钠蹭糙勒袍引焰甩组簿趟涉转洼譬活趟勾贼概媒伟拘叫邵糯哀圣慰帖谊内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制NR数的确定方法已知噪声的频谱,由噪声评价数曲线查得各频带相应的NR，其中最大者即为该噪声评价数NR。已知倍频带声压级，相应的NR为式中——各中心频率下NR数对应的声压级,dB；——各中心频率对应的系数。方法1方法2方法3NR数与A声级较好相关，二者间的近似关系为式中，——A声级,dB（A）。piiiLaNRbpiLiaib5ALNRAL兹饯号奈订轻亚颂疚畏苞脓休喜磷豆赔季欣国隘滤瓤构窘址粉韦曰港染弊内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制不同中心频率的系数和倍频带中心频率/Hz6335.50.79012522.00.87025012.00.9305004.80.974100001.0002000-3.51.0154000-6.11.0258000-8.01.030iaibiaib绽董趁嗓侯柜茅孪酪循萨蝉蘸烙蹿解呆藕丢二树琢况祈彦辅闽帧焊割知暂内燃机噪声振动与控制内燃机噪声振动与控制(4)等效连续A级声•定义：某时段内的非稳态噪声的A声级，用