机械振动与噪声控制
3.2 噪声的被动控制和主动控制
被动控制和主动控制。所谓被动控制指噪声控 制过程中除噪声源外没有其它外加能量输入的 控制方法。传统的吸声，隔声，消声及隔振等 均属噪声被动控制。 如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为 加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪 声的方法称为噪声主动控制。
p A j (ωt − kr1 ) p A j (ωt − kr2 ) p= e e − r1 r2
当两个点声源相距很近：
偶极子声源
p A j (ωt − kr ) kl cos θ p≈ e (−2 j sin ) r 2
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• 吸声降噪 吸声降噪技术通常分成两类：多孔吸声材 料和吸声结构
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pe——被测量声压的有效值；pref——参考声压。 在空气中参考声压pref为2×10-5Pa。，即为正常人耳 朵对1kHz的声音刚能听到声压值
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• 声强级
LI = 10 log10 I I ref (dB )
p Z= U
声阻抗Z是复数，其实部称为声阻R，虚部为声抗X。声阻抗 的实部表示了能量的“损耗”，这个损耗表示了声能从一个 地方传播到另一个地方，也就是声源对外辐射的过程
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吸声系数
α = 1 − rp
2
吸声系数越大表示了声波透射越大。 当a=1时，垂直入射声波将从一个媒质完全进入到另一个媒质， 只要两个媒质的特性阻抗相同时，垂直入射声波都会有a=1的全透射。 当a=0时，表示垂直入射声波将产生全反射
无限大障板上圆形活塞
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2.2 声传播及结构声辐射
1. 垂直入射声波的反射和透射
在媒质1中的声压值 p1 = pin e j (ωt −k1x )
+ pree j (ωt + k1x )
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• 声频谱分析 在声谱分析中一个常用的分析是倍频程分析，所谓倍频 程分析是将连续频率分成一系列相连的频带。 当带通频率满足log2(f2/f1)=1 时称为1倍频程， log2(f2/f1)=1/2称为1/2倍频程，log2(f2/f1)=1/3称为 1/3倍频程，式中f1和f2称为带通滤波器的上下截止频 率。
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第三章 噪声控制
3.1 噪声源识别
根据噪声源的发声机理通常将噪声分成三类： 机械噪声，空气动力噪声和电磁噪声。 机械噪声往往由于机械部件的振动，撞击，摩擦，不平衡等造成。 空气动力噪声是由于气体流动中的相互作用或与固体间的作用而产 生的噪声。 电磁噪声则是由于电磁场的交变造成机械部件或空间容积的振动而 产生的。
参考声强Iref取为10-12W/m2
p2 ( ) 2 pref I p2 400 ρc LI = 10 log10 = 10 log10 = 10 log10 2 + 10 log10 = L p + 10 log10 I ref I ref pref ρcI ref ρc
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开放空间声场，由于体积速度概念变得不很明确，此 时通常采用声阻抗率这个概念来描述声场概念。声阻 抗率定义为声场中某点的声压值与该点速度的比值
p Z= u
平面声波在媒质中传播时的声阻抗率为
Z = ρc
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在分界面的声压和速度应当是连续相等的:
p1 = pi + pr = pt = p2
u1 = ui + u r = ut = u 2
透射系数 τ p
声压的反射系数rp,
pr ρ 2c2 − ρ1c1 rp = = pi ρ 2c2 + ρ1c1
pt 2 ρ 2c2 τp = = pi ρ 2c2 + ρ1c1
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（1）主观评价法 （2）分别运行法 （3）覆盖法 （4）表面振速测量法 （5）信号分析法 （6）声强测量法 （7）声全息法
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3) 线声源
wρc p = (θ 2 − θ1 ) 2πh
2
线声源
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4)无限大障板上圆形活塞
ρua a 2 2 J1 (ka sin θ ) j (ωt − kr ) p = jω [ ]e 2r ka sin θ
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2.3.2响度级，等响曲线和响度 2.3.2 • 人耳能接收声波的频率大约在20Hz到20kHz • “响”与“不响” 这种感觉同声波的强度和频率密切 相关。相同声压级单频率不同的声波，人耳听起来会 不一样。为了定量描述声音的这种特性，通常采用 1000Hz纯音为标准，定义其声压为响度级，其符号是 LN，单位为“方”（phon）。其它频率的声音响度级 通过与1000Hz纯音相比较来确定。
在媒质1中的质点速度根据
u1 = p1 == ui + ur ρ1c1
p = ρcu
在媒质2中的声压值
p2 = pt = ptr e j (ωt −k2 x )
在媒质2中的质点速度
p2 ptr e j (ωt − k2 x ) u2 = = = ut ρ 2 c2 ρ 2 c2
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• • • • • 基本概念 声学基础 噪声控制 阻尼技术 隔振理论
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• 振动－－物体或质点在平衡位置的往复运动。 振动加速度、振动速度、振动位移 振动幅值、振动频率 • 噪声－－使人感到厌烦的声音。 声压级、声强级、声功率级、响度、A计权
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• 基于能量的吸声系数能量，E a是吸收能量，
r 是反射系数
实际吸声量 ：
A = αS
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（1）多孔吸声材料
单位时间平均声功率
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W = IS
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声压级、声强级、 2.3.2 声压级、声强级、声功率级测量及声谱分析 • 单位：dB • 声压级
L p = 10 log10 pe2 pe (dB ) = 20 log10 2 pref pref
p A j (ωt −kr ) ρck p(r , t ) = e Qe j (ωt −kr ) ≈ r 4πr
Q=sua=4pa2ua 称为声源强度。
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2) 偶极子声源
p=pd −p0
声压的大小反映了声波的强弱，声压的单位是Pa (帕N/m2)。
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2.1.2声波与声源 声波与声源 波阵面------所谓波阵面是指声传播过程中，运动状态 在某瞬时完全相同的媒质质点形成的面。 声波： 平面声波、球面声波和柱面声波等类型，
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