A S
（1）多孔吸声材料
• 吸声材料是指能够把入射在其上的声能 大量吸收的材料。 • 噪声控制工程中常用的吸声材料都是多 孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛 毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔， 孔和孔之间互相联通，并深人到材料内 层，声波容易顺利地透入．当声波进人 材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料 的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼 作用，声能变为热能而耗散掉。
c0 f0 2
2 0 m Dw
• 入射波频率低于共振频率时双层壁的隔声量：
m 2 TL 10 log10[1 ( ) ] 0 c0
• 入射波频率高于共振频率时双层壁的隔声量：
m 4 2 TL 10 log10[( ) (2kDw ) ] 0c0
• 通常双层壁之间空气层厚度增加，隔声量增加，但空气层厚度超 过 10cm后，隔声量就几乎不再增加，故实用上一般取空气层厚度 为8～10cm。 • 双层壁隔声也存在同单层壁一样的吻合效应，若两壁为厚度相同 的同种材料时，其吻合临界频率与单层壁相同，可使隔声量明显 下降。若两壁采用不同材料或设计成不同厚度时，可便两个单层 壁的临界频率互相错开，从而避免出现隔声量低谷过深的吻合效 应区域。 • 在双层壁的中间空气层填入适量的吸声材料，可以消除共振及吻 合效应对隔声效果的影响一般在壁的中间空气层填充一些内阻较 大的材料，如玻璃棉、矿植棉等，这样会吸收声能，进一步提高 结构的隔声效果，可以提高结构隔声量。
多孔吸声材料的吸声特性随声的频率的变化 而变化，低频时，由于孔隙中的空气在单位时 间内的振动次数少，对声波的衰减作用不大， 故吸声系数很低。随着频率的提高，吸声系数 逐渐增大，达到某一值后，增加不再明显。 同一种多孔吸声材料实际使用中增加吸声材 料的厚度，可以提高低、中频的吸声效果，对 高频吸声效果几乎没有影响，但厚度增加到一 定程度后，效果就变得不明显了，而成本却增 加很多，是不经济的。此外如果吸声材料结构 设计时增加附加背后空气层也可起到提高中、 低频吸声效果的作用。
（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
3.2 噪声的被动控制和主动它外加能量输入的 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。
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。
2.3.2响度级，等响曲线和响度
• 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。
pA j (t kr ) ck p( r , t ) e Qe j (t kr ) r 4r
Q=sua=4pa2ua 称为声源强度。
2) 偶极子声源
p A j (t kr1 ) p A j (t kr2 ) p e e r1 r2
当两个点声源相距很近：
偶极子声源
• 声功率级
LW 10 log10 W (dB) Wref
W——测量的声功率的平均值，对于空气媒质， 参考声功率W =10-12(瓦) 声强级与声功率级之间的 关系
LI LW 10 log10 S
• 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。
•
常见声源 声一般都是由于物体的振动而产生的。凡能产生声的 振动物体统称为声源。所谓声源的振动就是物体在 其平衡位置附近进行的往复运动。
1) 球面声源 一个表面均匀胀缩的脉动球面声源，即其球面沿半径方向作同振幅、 同相位的振动，球面振动速度为ua，则在离球心r处向外辐射的 声压可以写为方程。 当ka<<1，即声波波长远大于声源半径a时,有：
• 声强级
LI 10 log10 I I ref (dB)
参考声强Iref取为10-12W/m2
p2 ( ) 2 pref I p2 400 c LI 10 log10 10 log10 10 log10 2 10 log10 L p 10 log10 I ref I ref pref cI ref c
fr
2
M D / 3c( D / c)
1
微穿孔板吸声结构可以在气流、温度、湿度的大幅度变化 的环境中应用，其吸声频带宽度可以达到6—10个1/3倍频 程
(3)隔声结构
• 衡量隔声效果的两个重要指标是声强透 射系数（简称透射系数）和隔声量

It Ii
隔声量
Ii pi TL 10log10 10log10 20log10 It pt 1
理论上静态大气压设定为p0，媒质受声传播扰动后的压强pd 这种压 强的改变量被定义为声压p
p p d p0
声压的大小反映了声波的强弱，声压的单位是Pa (帕N/m2)。
2.1.2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，
p A j (t kr ) kl cos p e (2 j sin ) r 2
3) 线声源
wc p (2 1 ) 2h
2
线声源
4)无限大障板上圆形活塞
ua a 2 2 J1 (ka sin ) j (t kr ) p j [ ]e 2r ka sin
对于在自由空间中传播的平面声波， 单位时间平均声强可以写为
pe2 I c
单位时间平均声功率
W IS
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
pe2 p Lp 10 log10 2 20 log10 e (dB) pref pref
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
无限大障板上圆形活塞
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 (t k1x) pree j (t k1x)
在媒质1中的质点速度根据
u1 p1 ui ur 1c1
p cu
在媒质2中的声压值
p2 pt ptr e j (t k2x )
1)单层壁的隔声
• 隔声的“质量定律”
m TL 20log10 1c1
若声波以角度入射到壁面上而其它条件不变，则隔声量为
cos 2 2 TL 10 log10 1 2 c 0 0
• 若声波无规入射到壁面上，则隔声量为
pt 2 2c2 p pi 2c2 1c1
吸声系数
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
2.3 声阻抗、声强及声功率
机械振动与噪声控制
• • • • • 基本概念 声学基础 噪声控制 阻尼技术 隔振理论
• 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
第二章 声学基础
2.1 波动方程与声的基本性质 2.1.1 理想介质中的声场波动方程
c0 f L 1.85 D
c0是声速，D为消声器的当量直径。
• 抗性消声器 :
它主要利用截面突变造成声传播通道的阻抗失配，产 生声能的反射，从而达到消声目的。
1 1 2 TL 10 log10 10 log10 [1 ( ) sin 2 kl ] 4
第三章
3.1 噪声源识别
噪声控制
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。
（3）消声器
• 阻性消声器
：
LA 1.03
1.4
L l S
吸声材料的平均吸声系数；L是消声器断面周长；S消声器
截面有效面积；l指消声器的有效长度。
阻性消声器除低频吸声特性不是很好外，还存在一个高频失效问题。 当声波频率足够高时，声波波长相对通道截面尺寸很小，此时，声 波呈束状通过消声器，很少与吸声材料接触，于是消声性能显著下 降。产生这一现象的频率称为上限失效频率fL
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 c
声强和声功率
• 声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积S在单 位时间内通过的声能称为瞬时声强. 对于稳态声场，声强是指瞬时声强在一定时间T内的平均 值 1 T I p (t )u (t ) d dt T 0
（2）共振吸声结构 • 薄膜共振吸声结构
c f0 2
s D
• 穿孔板吸声结构
c f 2 B DL