汽车振动与噪声控制汽车振动与噪声控制山东交通学院山东交通学院 邱绪云邱绪云第第8讲讲2021-11-2609-10第第1学期第学期第13周周第第2 2章章 声学理论根底声学理论根底2.1 波动方程与声的根本性质波动方程与声的根本性质2.2 声传播及结构声辐射声传播及结构声辐射2.3 声阻抗、声强及声功率声阻抗、声强及声功率2.4 噪声及其控制技术噪声及其控制技术2.4 噪声及其控制技术噪声及其控制技术2.4.1 噪声的概念噪声的概念2.4.2 噪声源识别噪声源识别2.4.3 噪声被动控制噪声被动控制 噪声控制技术噪声控制技术吸声降噪；吸声降噪；隔声技术；隔声技术；消声器；消声器；噪声控制主要方法：噪声控制主要方法： 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪声波在传播途中，遇到障碍物时，由于介质声波在传播途中，遇到障碍物时，由于介质特性阻抗的变化，使局部声能被障碍物反射特性阻抗的变化，使局部声能被障碍物反射回去，一局部被障碍物吸收，只有一局部声回去，一局部被障碍物吸收，只有一局部声能可以透过障碍物辐射出去，反射与辐射的能可以透过障碍物辐射出去，反射与辐射的结果是降低了噪声的传播，这种现象称为隔结果是降低了噪声的传播，这种现象称为隔声。声。 (P94)具有隔声能力的物体称为隔声结构或隔声构具有隔声能力的物体称为隔声结构或隔声构件。件。隔声构件隔声量的大小与隔声构件的材料、隔声构件隔声量的大小与隔声构件的材料、结构和声波的频率有关。结构和声波的频率有关。 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪隔声评价指标隔声评价指标 透声系数：透声系数：隔声量：隔声量： 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪平均隔声量平均隔声量 用用10Hz-4kHz共共16个个1/3倍倍频程中心频率的隔声量的算频程中心频率的隔声量的算术平均值，来表示某一构件术平均值，来表示某一构件的隔声性能，称为的隔声性能，称为平均隔声平均隔声量量。 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪隔声测量隔声测量 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪隔墙的隔声性能隔墙的隔声性能-质量定律质量定律单层墙在声波垂直入射时的隔声量：单层墙在声波垂直入射时的隔声量： m为单位面积墙的质量；为单位面积墙的质量；f为入射声波频率；为入射声波频率；声波无规时的隔声量：声波无规时的隔声量： P95 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪公式说明：公式说明：墙单位面积质量越大，隔声效果越好，单墙单位面积质量越大，隔声效果越好，单位面积每增加一倍，隔声量增加位面积每增加一倍，隔声量增加6dB； 频率越高，隔声性能越好；入射声波频率频率越高，隔声性能越好；入射声波频率每增加一倍，隔声量也增加每增加一倍，隔声量也增加6dB； 这就是这就是质量定律质量定律 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪吻合效应吻合效应吻合效应吻合效应 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪考考你：考考你： 单位面积的质量提高单位面积的质量提高64倍，倍，隔声量提高多少分贝？隔声量提高多少分贝？ 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪实际情况：实际情况：质量每增加一倍，隔声量增加质量每增加一倍，隔声量增加4-5dB； 频率每增加一倍，隔声量增加频率每增加一倍，隔声量增加3-5dB； 共振频率处，隔声量大幅下降共振频率处，隔声量大幅下降 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪吻合效应：吻合效应：如果板在声波激发下产生的强迫弯曲如果板在声波激发下产生的强迫弯曲波的传播速度等于板固有的自由弯曲波的传播速度等于板固有的自由弯曲波传播速度，那么称为发生了波传播速度，那么称为发生了“吻合吻合 。此时板就非常顺从的跟随入射声。此时板就非常顺从的跟随入射声波弯曲，使入射声能大量投射出去。波弯曲，使入射声能大量投射出去。 P95 噪声控制技术噪声控制技术-隔声降噪隔声降噪吻合临界频率：吻合临界频率：隔声板杨氏模量隔声板杨氏模量隔声板杨氏模量隔声板杨氏模量泊松比泊松比泊松比泊松比 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪单层均匀墙的隔声性能：单层均匀墙的隔声性能：吻合频率吻合频率吻合频率吻合频率共振频率共振频率共振频率共振频率 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪双层均匀墙的隔声性能：双层均匀墙的隔声性能：双层匀质墙中间夹一定厚度的空气层，组成双层匀质墙中间夹一定厚度的空气层，组成双层双层墙墙。一般情况下，双层墙比单层墙隔声量大；如。一般情况下，双层墙比单层墙隔声量大；如果隔声量相同，双层墙的总重比单层墙减少，这果隔声量相同，双层墙的总重比单层墙减少，这是由于空气层的作用提高了隔声效果。是由于空气层的作用提高了隔声效果。机理机理：声波透过第一层墙时，由于墙外及夹层中：声波透过第一层墙时，由于墙外及夹层中空气与墙板特性阻抗的差异，造成声波的两次反空气与墙板特性阻抗的差异，造成声波的两次反射，形成衰减，并且由于空气层的弹性和吸声作射，形成衰减，并且由于空气层的弹性和吸声作用，使振动的衰减较大，然后传递给第二层墙，用，使振动的衰减较大，然后传递给第二层墙，又发生声波的两次反射，使总的投射损失更大。又发生声波的两次反射，使总的投射损失更大。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪双层均匀墙的共振频率：双层均匀墙的共振频率：注意注意：课本上：课本上m1=m2,公式公式2.4-15空气层厚度空气层厚度空气层厚度空气层厚度 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪隔声间隔声间隔声间：由不同隔声构件组成的具有良好隔声间：由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间。隔声性能的房间。组合墙：隔声间除需要有足够隔声量的墙组合墙：隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还要有隔声性能的门和窗。通常门体外，还要有隔声性能的门和窗。通常门和隔声量总比隔声墙差一些。具有门窗等和隔声量总比隔声墙差一些。具有门窗等不同隔声构件的墙体称为组合墙。不同隔声构件的墙体称为组合墙。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪组合墙的隔声性能组合墙的隔声性能平均透声系数：平均透声系数：平均隔声量：平均隔声量： 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪举例计算举例计算某隔声间有一某隔声间有一20平米的墙与噪声源相隔，平米的墙与噪声源相隔，该墙的透声系数为该墙的透声系数为10-5，在墙上开一扇，在墙上开一扇2平平米的门，门的透声系数米的门，门的透声系数10-3，还有一还有一3平米平米的窗，其透声系数与门一样，求此组合的的窗，其透声系数与门一样，求此组合的平均隔声量。平均隔声量。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪平均透声系数：平均透声系数：平均隔声量：平均隔声量： 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪平均透声系数：平均透声系数：平均隔声量：平均隔声量：组合墙隔声量另一种计算组合墙隔声量另一种计算 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪 噪声被动控制技术噪声被动控制技术-隔声降噪隔声降噪 噪声被动控制技术噪声被动控制技术室内类型场所吸声降噪设计方法步骤：室内类型场所吸声降噪设计方法步骤： 1.确定室内声源的性质、声级及混晌时间；确定室内声源的性质、声级及混晌时间； 2.确定产生噪声的环境因素；确定产生噪声的环境因素； 3.确定吸音降噪量和处理范围确定吸音降噪量和处理范围 4.确定吸声结构的类型、数量和施工方法，确定吸声结构的类型、数量和施工方法， 选择适宜的吸声材料，完成整体设计。选择适宜的吸声材料，完成整体设计。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术室内类型场所吸声降噪措施：室内类型场所吸声降噪措施： 1.改变空间的几何形状、比例尺度和整体布局；改变空间的几何形状、比例尺度和整体布局； 如通过调整空问的区域分隔，天棚、墙面的如通过调整空问的区域分隔，天棚、墙面的造型、设施的摆放等来增加散射面，到达消声目造型、设施的摆放等来增加散射面，到达消声目的。的。 2.选择有效的吸声结构和吸声体；选择有效的吸声结构和吸声体； (1)中高频的噪声，一般可用中高频的噪声，一般可用20mm50mm 厚厚常规吸声材料，常规吸声材料， 如岩棉板，矿棉板等，假设噪声量大或要求如岩棉板，矿棉板等，假设噪声量大或要求高时，可用高时，可用50mm- 80mm厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料，并选厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料，并选择适宜的装饰择适宜的装饰 饰面。饰面。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术室内类型场所吸声降噪措施：室内类型场所吸声降噪措施： (2)低频噪声，可以采用穿孔板共振吸声结低频噪声，可以采用穿孔板共振吸声结构，板厚取构，板厚取 2mm一一5mm，孔径，孔径3mm6mm，穿孔，穿孔率小于率小于5。 (3)宽频噪声，需要增加吸声材料的厚度，宽频噪声，需要增加吸声材料的厚度， 到达到达80mm l50mm，或采用复合吸声结构，在多，或采用复合吸声结构，在多孔吸声材料的孔吸声材料的 面层后，留面层后，留50mm一一100mm 空气层，能空气层，能有效衰减、吸有效衰减、吸 收宽频噪声。收宽频噪声。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术室内类型场所吸声降噪措施：室内类型场所吸声降噪措施： (4)室内湿度高，有清洁要求时，可以采用金室内湿度高，有清洁要求时，可以采用金属微穿孔板吸声属微穿孔板吸声 结构，微穿孔板的厚度、孔径均应小于结构，微穿孔板的厚度、孔径均应小于1mm，穿孔率，穿孔率 0.5 3 ，后面留，后面留50mm150mm 厚的厚的空气层。空气层。(5)空间高度较高，条件允许时，还可以采用空间高度较高，条件允许时，还可以采用悬挂吸声体的方悬挂吸声体的方 式：在符合整体室内设计风格的前提下，式：在符合整体室内设计风格的前提下，选用适当的造型、选用适当的造型、 色彩。色彩。 用吸声材料制作吸声体，在空间或声源上方用吸声材料制作吸声体，在空间或声源上方悬挂，既是对悬挂，既是对 天棚的点缀和丰富，增强艺术性，同时也能天棚的点缀和丰富，增强艺术性，同时也能吸收局部声波吸收局部声波 增加散射面，不失为一举两得的好方法。增加散射面，不失为一举两得的好方法。 噪声被动控制技术噪声被动控制技术室内类型场所吸声材料选择原那么：室内类型场所吸声材料选择原那么： 一般来讲，在选择吸声材料时，应遵循以下原一般来讲，在选择吸声材料时，应遵循以下原那么：那么： (1)符合防火、防潮、防腐等标准要求。符合防火、防潮、防腐等标准要求。 (2)符合吸声降噪设计目标值的要求，尽可能符合吸声降噪设计目标值的要求，尽可能提高降提高降 噪效率。噪效率。 (3)符合室内整体装饰风格、色调、造型的要符合室内整体装饰风格、色调、造型的要求，避求，避 免孤立和不协调。免孤立和不协调。 (4)符合巩固耐用，易于更新、更换，清洗保符合巩固耐用，易于更新、更换，清洗保洁，施洁，施 工简便等实用性的要求。工简便等实用性的要求。作业作业宿舍吸声量估算空宿舍吸声量估算空估算墙、门、窗、地板、顶部估算墙、门、窗、地板、顶部面积；面积；确定采用的吸声材料；确定采用的吸声材料；查表获得六倍频带中心频率的查表获得六倍频带中心频率的吸声系数；以上三项列表吸声系数；以上三项列表计算整个教室对六倍频带中心计算整个教室对六倍频带中心频率的吸声量；频率的吸声量； 噪声控制技术噪声控制技术-吸声降噪吸声降噪常用建筑材料的吸声特性：常用建筑材料的吸声特性： 噪声控制技术噪声控制技术-吸声降噪吸声降噪常用建筑材料的吸声特性：常用建筑材料的吸声特性：