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文檔簡介

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中文摘要題目:探究機(jī)械振動(dòng)與噪聲的危害摘要:伴隨著社會(huì)的科技經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,各種的機(jī)械被廣泛的應(yīng)用在日常生活與實(shí)際生產(chǎn)中。隨之而來的是充斥在生活和生產(chǎn)環(huán)境中的機(jī)械振動(dòng)與噪聲,其影響著人們的正常生活和身體的生理活動(dòng)。振動(dòng)與噪聲對人體的危害有兩方面:一是振動(dòng)噪聲危害,二是產(chǎn)生振動(dòng)病。振動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生共振,對建筑和機(jī)械也有危害。本文僅就機(jī)械振動(dòng)與噪聲的危害作用于人的一些現(xiàn)象和問題加以闡述,探究其發(fā)生條件和機(jī)理,并針對性的提出預(yù)防和治理方法加以控制,以期引起人們重視,進(jìn)而采取必要措施避免或消除機(jī)械振動(dòng)與噪聲帶來的危害,改善生活環(huán)境和生產(chǎn)條件,保證人們的生活安全和生命健康。關(guān)鍵詞:振動(dòng) 噪聲

2、危害控制畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文摘要title : explore the mechanical vibration and noise hazards abstract: with the economic and science technology of society development rapidly, each kind of machinery by widespread application in daily life and actual production. following is floods in the life and the production envir

3、onment mechanical vibrations and the noise, it is affecting peoples normal life and the bodily physiological activity. the vibration and the noise have two harmful aspects to the human body: one, the vibration noise harm, two, has the vibration sickness. the vibration also can have resonancing, it i

4、s also harm to the construction and the machinery. this article only elaborated affects that some phenomena and the question on the mechanical vibrations and the noise harm to men, inquired into its condition and the mechanism, and pointed proposed the prevention and the government method control, c

5、auses the people by the time to take, then takes the essential measure to avoid the harm which the elimination mechanical vibrations or the noise bring, improve living conditions and the working condition, guarantees peoples life safety and the life and health.keywords: vibration noise hazards contr

6、ol 目錄1引言1.1機(jī)械振動(dòng)概述1.2 機(jī)械振動(dòng)研究的基本問題1.3 機(jī)械振動(dòng)的分類1.4 機(jī)械振動(dòng)分析的力學(xué)模型1.5 研究機(jī)械振動(dòng)危害的意義2 聲的基本知識(shí)2.1聲音的產(chǎn)生和傳播2.2 聲音的基本單位2.3 聲音的三要素2.4 分貝的概念3 噪聲3.1 噪聲定義3.2 噪聲的分類3.3 噪聲污染的特性3.4 噪聲的測量和評價(jià)4 振動(dòng)和噪聲對人的危害4.1 振動(dòng)對人的危害4.2 噪聲對人的危害5 振動(dòng)和噪聲的控制和治理5.1振動(dòng)的控制5.2噪聲的治理結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)1 引言 機(jī)械振動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種特殊形式,是指物體在其平衡位置附近所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。例如,鐘擺的擺動(dòng),刀具的顫動(dòng),車輛車體的晃

7、動(dòng),機(jī)器、橋梁、房屋和水壩的振動(dòng)等,都是機(jī)械振動(dòng)。1956年,j.p.denhartog(鄧哈托)在其名著機(jī)械振動(dòng)的序言中指出:“在1934年沒有任何振動(dòng)知識(shí)的機(jī)械工程師也被認(rèn)為是受過良好教育的,但是在今天這些振動(dòng)知識(shí)卻是十分迫切需要的,幾乎對每一個(gè)機(jī)械工程師都是必要的工具?!彼氖陙恚瑢?shí)踐越來越證明鄧氏論斷的正確。一方面由于機(jī)器運(yùn)行速度的普遍提高,振動(dòng)和噪聲日益嚴(yán)重,人們迫切要求改進(jìn)機(jī)器的動(dòng)態(tài)特性,以提高使用質(zhì)量并減少對環(huán)境造成的污染;另一方面,振動(dòng)理論也隨之得到了迅速的發(fā)展,特別是數(shù)字電子計(jì)算機(jī)和電子儀器的發(fā)展和完善,使振動(dòng)分析的方法和手段發(fā)生了飛躍性的變革?,F(xiàn)在振動(dòng)已發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)

8、科,幾乎可以對任何復(fù)雜的機(jī)器和結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)分析和綜合。1.1機(jī)械振動(dòng)概述機(jī)械振動(dòng)是機(jī)械系統(tǒng)在其平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在現(xiàn)實(shí)生活中,振動(dòng)可以說無所不在,無時(shí)不在。不僅機(jī)械系統(tǒng)存在振動(dòng),生命科學(xué)、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域乃至社會(huì)科學(xué)普遍存在著振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)有二重性,它可以造福于人類,如心臟、聲帶、超聲波振動(dòng)碎石機(jī)等等。但振動(dòng)在大部分情況下是有害的,如果人們長時(shí)間在生產(chǎn)中接觸振動(dòng)源會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)病,它還會(huì)降低機(jī)械動(dòng)態(tài)精度和使用性能 (機(jī)床加工精度 、導(dǎo)彈魚雷命中率 )導(dǎo)致機(jī)械或結(jié)構(gòu)壽命降低乃至失效破壞 (地震 家破人亡 、大橋共振斷裂、高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振倒塌 、飛機(jī)顫振墜毀、發(fā)電機(jī)組共振“飛車”)。同時(shí),振動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生噪聲,

9、噪聲會(huì)污染環(huán)境,給人的生理和心理造成危害。振動(dòng)和噪聲有聯(lián)合作用,往往會(huì)共同作用,引起更大的危害。振動(dòng)理論研究不僅要從理論上研究振動(dòng)規(guī)律和特性,而且要研究在工程中如何消除振動(dòng)、控制振動(dòng),避免振動(dòng)的危害或利用振動(dòng)為人類服務(wù)。1.2機(jī)械振動(dòng)研究的基本問題振蕩(oscillation)一詞從廣義上說是泛指自然界中某種物理狀態(tài)隨時(shí)間發(fā)生的反復(fù)變化。如再縮小些范圍,可以指物體隨時(shí)間而作的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器在其靜平衡位置附近的微小彈性運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)通常稱為振動(dòng)(vibration).對于多數(shù)機(jī)器和結(jié)構(gòu)來說振動(dòng)卻帶來不良的影響。由于振動(dòng),降低了機(jī)器的動(dòng)態(tài)精度和使用性能:機(jī)床振動(dòng)會(huì)降低工件的加工精度;軍械振動(dòng)將影響

10、瞄準(zhǔn);起重機(jī)振動(dòng)使裝卸發(fā)生困難;機(jī)車車輛振動(dòng)降低了乘坐舒適度和運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)等等。為了解決這些問題,既有需要提高機(jī)器本身的制造精度,也有需要設(shè)置專門的裝置或引入復(fù)雜的控制系統(tǒng)。由于振動(dòng),機(jī)器在使用過程中往往產(chǎn)生巨大的反復(fù)變動(dòng)的載荷,這將導(dǎo)致機(jī)器使用壽命的降低,甚至釀成災(zāi)難性的破壞事故。如大橋因共振而毀壞;煙囪因風(fēng)振而倒坍;飛機(jī)因顫振而墜落等等。為了防止這些事故的發(fā)生,若不針對事故的原因作正確的分析和研究,設(shè)計(jì)人員往往傳統(tǒng)方式地加大結(jié)構(gòu)斷面尺寸,導(dǎo)致機(jī)器重量增加和材料的浪費(fèi)。更糟糕的是,由于振動(dòng)而產(chǎn)生的環(huán)境噪聲,日益形成令人厭惡的環(huán)境公害,對機(jī)器的操作人員、司機(jī)乘務(wù)人員危害尤其直接。根據(jù)生物工程

11、的研究,人體各器官對于120hz的低頻振動(dòng)特別感到不適,而高頻振動(dòng)及其噪聲也會(huì)使人感到煩躁、厭倦和疲勞。由此可見,振動(dòng)的研究對機(jī)器的使用和設(shè)計(jì)都具有極其重要的實(shí)際意義。隨著機(jī)器的速度、運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量及復(fù)雜程度的不斷增加,這種研究的迫切性也大大地增長了。振動(dòng)研究的總目標(biāo),是探究這些振動(dòng)產(chǎn)生的原因和它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,振動(dòng)對機(jī)器和人體的影響,尋求控制和消除振動(dòng)危害的方法。大體上有以下幾個(gè)方面:(1)確定系統(tǒng)的固有頻率,預(yù)防共振的發(fā)生;(2)計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng),以確定機(jī)器受到的動(dòng)載荷或振動(dòng)的能量水平;(3)研究平衡、隔振和消振方法,以消除振動(dòng)的影響;(4)研究自激振動(dòng)及其它不穩(wěn)定振動(dòng)產(chǎn)生的原因,以便有效地控制

12、;(5)進(jìn)行振動(dòng)檢測,分析事故原因及控制環(huán)境噪聲;(6)振動(dòng)技術(shù)的利用。在振動(dòng)研究中,通常把所研究的對象(如一臺(tái)機(jī)器)稱為系統(tǒng)(system),把外界對系統(tǒng)的作用或機(jī)器運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力稱為激勵(lì)(excitation)或輸入(input),把機(jī)器或結(jié)構(gòu)在激勵(lì)作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)行為稱為響應(yīng)(response)或輸出(output)。振動(dòng)分析就是研究這三者之間的相互關(guān)系,若輸出對輸入有反作用的影響就稱為反饋(feedback),該系統(tǒng)就稱為反饋系統(tǒng)。從計(jì)算分析的觀點(diǎn)來看,知道其中兩者就可求得第三者。因此,工程振動(dòng)分析所要解決的問題又可歸納為:(1)響應(yīng)分析;(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì);(3)系統(tǒng)識(shí)別;(4)環(huán)境預(yù)測。

13、1.3 機(jī)械振動(dòng)的分類機(jī)械振動(dòng)可以從不同角度進(jìn)行分類。(1)按振動(dòng)系統(tǒng)的自由度數(shù)分類單自由度系統(tǒng)振動(dòng)確定系統(tǒng)在振動(dòng)過程中任何瞬時(shí)幾何位置只需要一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)的振動(dòng);兩自由度系統(tǒng)振動(dòng)確定系統(tǒng)在振動(dòng)過程中任何瞬時(shí)幾何位置需要兩個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)的振動(dòng); 多自由度系統(tǒng)振動(dòng)確定系統(tǒng)在振動(dòng)過程中任何瞬時(shí)幾何位置需要多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)的振動(dòng); 連續(xù)系統(tǒng)振動(dòng)確定系統(tǒng)在振動(dòng)過程中任何瞬時(shí)幾何位置需要多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)的振動(dòng); (2)按振動(dòng)系統(tǒng)所受的激勵(lì)類型分類自由振動(dòng)系統(tǒng)受初始干擾或原有的外激勵(lì)取消后產(chǎn)生的振動(dòng);強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)在外激勵(lì)力作用下產(chǎn)生的振動(dòng);如:軸系的扭振、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng); 自激振動(dòng)系統(tǒng)在輸入和輸出之間具

14、有反饋特性并有能源補(bǔ)充而產(chǎn)生的振動(dòng);或由非振動(dòng)性激勵(lì)引起的振動(dòng)。其維持振動(dòng)的交變激勵(lì)由振動(dòng)本身產(chǎn)生或控制,運(yùn)動(dòng)停止激勵(lì)立即消失。如弦樂器和鐘表 參數(shù)共振由于系統(tǒng)的參數(shù)隨時(shí)間周期變化而引起的大幅度振動(dòng)。支點(diǎn)作鉛垂振動(dòng)的單擺(3)按系統(tǒng)的響應(yīng)(振動(dòng)規(guī)律)分類簡諧振動(dòng)能用一項(xiàng)時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng); 周期振動(dòng)能用時(shí)間的周期函數(shù)表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng); 瞬態(tài)振動(dòng)只能用時(shí)間的非周期衰減函數(shù)表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)不能用簡單函數(shù)或函數(shù)的組合表達(dá)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而只能用統(tǒng)計(jì)方法表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)。(4)按描述系統(tǒng)的微分方程分類線性振動(dòng)能用常系數(shù)線性微分方程描述的振動(dòng); 非線性振動(dòng)只能用非線性微分方

15、程描述的振動(dòng)。1.4 機(jī)械振動(dòng)分析的力學(xué)模型我們知道,一臺(tái)機(jī)器或結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)是因?yàn)樗旧砭哂匈|(zhì)量和彈性。阻尼則使振動(dòng)受到抑制。從能量關(guān)系來看,質(zhì)量可以儲(chǔ)存動(dòng)能,彈性可以儲(chǔ)存勢能,而阻尼則消耗能量。當(dāng)外界對系統(tǒng)做功時(shí),系統(tǒng)的質(zhì)量就吸收能量因而就具有運(yùn)動(dòng)速度,彈簧就儲(chǔ)存變形能,因而就具有使質(zhì)量恢復(fù)原來狀態(tài)的能力。這樣,能量不斷地變換,就導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)量的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果沒有外界源源不斷地輸入能量,那么由于阻尼的消耗,振動(dòng)現(xiàn)象將逐漸停息。由此可見,質(zhì)量、彈性和阻尼是振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型三要素。此外,質(zhì)量離開其平衡位置時(shí)具有位能(在重力場中),因此也具有恢復(fù)力,如單擺,可以把這種情況看作為具有等效彈簧的系統(tǒng)。

16、 如果實(shí)際振動(dòng)系統(tǒng)可以簡化為一個(gè)質(zhì)量、一個(gè)彈簧和一個(gè)阻尼器組成,而質(zhì)量在空間的位置可以用一個(gè)坐標(biāo)完全地描述,則這個(gè)系統(tǒng)稱為單自由度系統(tǒng)。如果系統(tǒng)的質(zhì)量在空間的位置必須由多個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)才能完全地描述,則稱為多自由度系統(tǒng)。質(zhì)量的個(gè)數(shù)一般等于或少于系統(tǒng)的自由度數(shù),因?yàn)橐粋€(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng),一個(gè)剛體在空間則有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。下面重點(diǎn)將彈簧、和質(zhì)量的特性予以說明。 (1)彈簧。這是表示力與位移關(guān)系的元件,它被抽象為無質(zhì)量并具有線性彈性的元件。若它的一端受一個(gè)作用力,則另一端必產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的力,力的大小與彈簧兩端的相對位移成正比: (1-1)式中k為彈簧常數(shù)或剛度系數(shù),、是彈簧兩端

17、的位移。在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)中扭轉(zhuǎn)彈簧剛度系數(shù)用符號(hào)來表示,廣義力為扭矩,廣義位移為角度,三者建的關(guān)系式與式(1-1)類似。 (2)質(zhì)量。表示力和加速度關(guān)系的元件。它被抽象為絕對不變形的剛體,若對質(zhì)量施加一個(gè)作用力,質(zhì)量就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與同方向的加速度,對于直線平移運(yùn)動(dòng),力與加速度的關(guān)系為 (1-2)式中m是比例常數(shù),它是剛體所具有的慣性的一種度量,稱為剛體質(zhì)量。對于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng),廣義力為扭矩,廣義加速度為角加速度,式(1-2)的比例常數(shù)為剛體繞其中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,通常以j標(biāo)記。在國際單位制(si)中,質(zhì)量單位為千克(kg)(又稱公斤),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的單位為千克米(),力的單位為牛頓(n),位移的單位為米(m)

18、,扭矩的單位為牛頓米(),速度的單位為米/秒(m/s),直線彈簧剛度系數(shù)的單位為牛頓/米(n/m),扭轉(zhuǎn)彈簧剛度系數(shù)的單位為牛頓米/弧度(nm/rad)。據(jù)此可導(dǎo)出阻尼系數(shù)c的單位為牛頓秒/米(ns/m)。 圖1-1有阻尼單自由度平移系統(tǒng)的力學(xué)模型圖1(a)表示有阻尼單自由度平移系統(tǒng)的力學(xué)模型,表示了力學(xué)模型中三個(gè)元件的最通用的畫法。圖1-1(b)(c)有阻尼單自由度扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型和無阻尼多自由度扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型的畫法。平移系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)在力學(xué)上是等效的,對一種系統(tǒng)討論的原理和方法原則上適合于另一系統(tǒng)。振動(dòng)分析一般分以下五個(gè)步驟:第一步,把工程實(shí)際問題簡化為振動(dòng)分析的力學(xué)模型。 第二

19、步,根據(jù)力學(xué)模型,運(yùn)用力學(xué)原理(如牛頓定律、達(dá)朗貝爾原理,如系統(tǒng)比較復(fù)雜,難以用隔離體受力分析,常用能量法、拉格朗日方程、哈密爾頓原理等)導(dǎo)出系統(tǒng)微分方程。 第三步,求解系統(tǒng)微分方程,得到系統(tǒng)響應(yīng)。 第四步,對求解出來的結(jié)果,進(jìn)行討論分析,從中獲取解決工程實(shí)際問題的有用信息。 第五步,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述理論分析結(jié)果1.5研究振動(dòng)危害的意義很早以前,人們就利用振動(dòng)原理把衣服上的塵埃抖掉。到1673年,c.惠更斯(c.huyghens)首次提出物理擺理論。1914年以前,人們關(guān)心機(jī)械振動(dòng)主要集中在避免共振上,研究重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)物的固有頻率、衰減率、共振和主振型的確定。1921年,h.霍爾茲(h.holzer

20、)提出解決軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法,利用微振動(dòng)理論解決了不少確定性振動(dòng)問題,但是有些問題還沒有解決。到了二十世紀(jì)三十年代,對機(jī)械振動(dòng)的研究開始由線性向非線性方向發(fā)展。五十年代起因高速飛機(jī)和火箭技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械振動(dòng)從確定性振動(dòng)發(fā)展到隨機(jī)振動(dòng)。七十年代以來,自動(dòng)控制理論。尤其是電子計(jì)算機(jī)和先進(jìn)的振動(dòng)測量技術(shù)、fft信號(hào)處理技術(shù)的出現(xiàn),使人們有可能解決十分復(fù)雜的振動(dòng)問題,促進(jìn)了振動(dòng)學(xué)科的迅速發(fā)展,促使它在各個(gè)工程領(lǐng)域中得到迅速發(fā)展。振動(dòng)是一門古老而又有發(fā)展前途的學(xué)科。無論是機(jī)器、建筑物、橋梁、車輛、船舶、飛機(jī)、衛(wèi)星等等,都處在各種激勵(lì)的作用下,發(fā)生各種各樣的振動(dòng)。嚴(yán)重的振動(dòng)將對機(jī)器儀器設(shè)備以及人員帶來各種

21、危害,概括起來有如下幾方面:(1)強(qiáng)烈而持續(xù)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞破壞,1979年美國dc10大型客機(jī)曾因一枚螺栓疲勞斷裂而導(dǎo)致機(jī)毀人亡。1973年日本大型汽輪發(fā)電機(jī)組曾因軸承振動(dòng)疲勞而擴(kuò)展至轉(zhuǎn)子折斷,轉(zhuǎn)子塊飛出幾百米,造成嚴(yán)重破壞。美國塔柯馬大橋因風(fēng)激勵(lì)引起振動(dòng)而斷毀,以及強(qiáng)地震帶來的嚴(yán)重破壞等等。在機(jī)器和設(shè)備的設(shè)計(jì)中,精心地進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算,防止疲勞破壞的發(fā)生,預(yù)估使用壽命,確保設(shè)備的安全免使人員受害,是一個(gè)非常迫切的問題。(2)強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的失效,它會(huì)使儀器儀表的精度降低,元件破壞,甚至失靈。強(qiáng)烈或持續(xù)的振動(dòng)會(huì)使機(jī)件松動(dòng),密封破壞,以致不能工作。振動(dòng)環(huán)境對儀器設(shè)備的可靠性也造成嚴(yán)重的

22、威脅。(3)強(qiáng)烈的振動(dòng)不僅損害人體、機(jī)器和儀器,它又是噪聲的主要來源,強(qiáng)噪聲造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,使人不能正常工作,造成各種職業(yè)病或污染性危害,危及人類健康。目前,振動(dòng)理論已在如下領(lǐng)域得到應(yīng)用: (1)機(jī)械工程、電機(jī)工程汽輪機(jī)、柴油機(jī)、水泵的振動(dòng)及其受振部件、整機(jī)的強(qiáng)度和剛度問題的研究;車輛乘坐舒適性;操縱機(jī)構(gòu)的操縱性、靈敏度、穩(wěn)定性問題;農(nóng)機(jī)、機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性;回轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸節(jié)的扭轉(zhuǎn)解析;齒輪箱、軸承機(jī)構(gòu)的故障診斷和產(chǎn)品檢驗(yàn)等問題;精密機(jī)械設(shè)備的減振、降噪、防沖問題。 (2)航空工程和宇航工程環(huán)境譜的調(diào)查,飛行器結(jié)構(gòu)振動(dòng)的識(shí)別,聲振疲勞分析,發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)察與控制,損壞前的預(yù)告與故障診斷。 (3)

23、土建工程地震的解析,地震時(shí)大型結(jié)構(gòu)物(超高層建筑、橋梁、隧洞、水壩、水塔等)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),結(jié)構(gòu)物的模態(tài)分析。 (4)海洋工程海浪對船舶、艦艇、海洋平臺(tái)的載荷譜,這些結(jié)構(gòu)物的模態(tài)分析,振動(dòng)強(qiáng)度分析等。 (5)生物醫(yī)療工程腦電(eeg)、心電(ecg)、肌電(emg)信號(hào)的分析研究,心血管系統(tǒng)動(dòng)力過程的研究,生物大腦皮下的神經(jīng)反應(yīng)、人體場的研究,藥物的反應(yīng)等。 (6)兵器工程振動(dòng)環(huán)境中兵器的瞄準(zhǔn)性、命中性、可靠性問題,兵器動(dòng)態(tài)特性分析等。 (7)聲學(xué)工程各種噪聲控制技術(shù),水省、聲發(fā)射技術(shù),語言聲學(xué)、生物語言的研究,音響、錄像機(jī)的變音顫動(dòng)分析等。 (8)地球物理工程地震信號(hào)的研究,礦床探查,爆破技術(shù)的

24、研究,核爆炸模擬的研究,地層結(jié)構(gòu)的研究等。 (9)電子與通訊工程數(shù)字通訊動(dòng)態(tài)分析,雷達(dá)結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究,通訊器材的頻率特性,電唱機(jī)放大機(jī)、錄像機(jī)、揚(yáng)聲器的機(jī)械振動(dòng)原因分析等。 (10)鐵路、道路工程公路路面、鐵路軌道的檢驗(yàn),路面譜分析及及其標(biāo)準(zhǔn)的建立,重載運(yùn)輸工程機(jī)車車輛車鉤載荷譜的建立,長大列車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)及制動(dòng)分析,列車通過鐵路橋梁時(shí)時(shí)的制動(dòng)分析,機(jī)車車輛對軌道譜輸入的響應(yīng)分析,機(jī)車車輛輪軌蠕滑力自激振動(dòng)的穩(wěn)定性分析等。(11)輕工工程底片薄膜、香煙紙厚度的連續(xù)測定等。 由上述可見,振動(dòng)在工程中的應(yīng)用量大面廣,研究內(nèi)容十分豐富。因此,掌握振動(dòng)規(guī)律顯得十分重要,也只有掌握了振動(dòng)規(guī)律和特征以后,才

25、能限制其有害的方面?,F(xiàn)在,振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)已成為工程技術(shù)人員正確進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)所必備的知識(shí)。2聲的基本知識(shí)2.1聲音的產(chǎn)生和傳播聲音是由物體機(jī)械振動(dòng)或氣流擾動(dòng)引起彈性媒質(zhì)發(fā)生波動(dòng)產(chǎn)生的。我們將振動(dòng)的物體稱作聲源。隨著物體的振動(dòng),原處的空氣密度及壓力隨之發(fā)生變化。而該處的變化又進(jìn)一步引起相鄰點(diǎn)的空氣密度和壓力發(fā)生變化。這樣一點(diǎn)一點(diǎn)相互影響,使起始點(diǎn)的空氣密度和壓力的變化向其周圍空間推進(jìn),從而形成了聲波。當(dāng)聲波傳到人的耳朵,使人產(chǎn)生聲音感覺。因此,聲音是由物體振動(dòng)而產(chǎn)生的聲波通過聽覺器官所產(chǎn)生的印象。 聲音必須通過空氣或其它的媒質(zhì)進(jìn)行傳播,形成聲波,才能使我們聽到。沒有空氣或其它媒質(zhì),

26、我們是聽不到聲音的,聲音在真空中不能傳導(dǎo)。在聲波的傳播過程中,只是把聲波振動(dòng)的狀態(tài)傳播出去,而空氣質(zhì)點(diǎn)只在其平衡位置附近振動(dòng),并不隨著聲波傳播到遠(yuǎn)處去。聲波的頻率:由于物體的震動(dòng),空氣中某點(diǎn)的密度和壓力發(fā)生變化。我們把空氣密度和壓力每秒鐘變化的次數(shù),即每秒鐘內(nèi)空氣壓力由最大變化到最大,或由最小變化到最小的次數(shù)稱為聲波的頻率,常用符號(hào) 表示,單位是赫茲(hz)。聲波的周期:一個(gè)聲波完成一次振動(dòng)(空氣壓力由最大變化到最大,或由最小變化到最?。┧枰臅r(shí)間稱為周期,用符號(hào)t表示,單位通常為秒(s)。周期與頻率是互為倒數(shù)關(guān)系。聲波的波長:聲波在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)傳播的距離稱為波長,用符號(hào) 表示,單位通常

27、為米(m)。 聲波的傳播速度:聲波每秒內(nèi)傳播的距離稱為聲波的傳播速度,簡稱聲速,用符號(hào) 表示,單位為米/秒(m/s)。媒質(zhì)傳播聲音的速度與媒質(zhì)特性及環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)溫度為15 時(shí),聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s,當(dāng)溫度升高時(shí),聲速略有增加。聲波在液體中的傳播速度比其在空氣中傳播速度高。而在固體中則差異較大。例如,聲波在鋼鐵中的傳播速度約為5100m/s,而在軟橡皮中的傳播速度僅有約50 m/s。人耳是聲音的接收器官。人耳分為外耳、中耳與內(nèi)耳三部分,每部分都有自己的特性和功能。外耳由耳廓和外耳道組成,外耳道一直通到鼓膜,其作用是將聲音由耳廓傳到鼓膜。中耳由感覺振動(dòng)的鼓膜、聽小骨和容納鼓膜

28、及聽小骨的鼓室構(gòu)成。內(nèi)耳是聽覺的主要部分,由耳蝸等組成。耳蝸的外形像蝸牛,其內(nèi)部充滿了淋巴液。聲波由外耳道進(jìn)來時(shí),會(huì)使鼓膜產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)。這一振動(dòng)再由中耳里的聽小骨傳到內(nèi)耳,使耳蝸中的淋巴液振動(dòng),它刺激聽覺神經(jīng)并傳遞給大腦,于是,我們就產(chǎn)生了聽覺。人耳能夠感知的聲音頻率范圍為:20hz20khz,20hz20khz范圍內(nèi)的聲音為可聽聲,低于20hz的聲音稱為次聲,高于20khz的聲音稱為超聲。2.2聲音的基本單位聲波的強(qiáng)弱或大小通常用聲壓、聲功率和聲強(qiáng)來表示。 聲壓:由聲波引起的交變壓強(qiáng)稱為聲壓,單位是帕(pa)。1帕為每平方米上1牛頓的壓力, 即1pa=1n/。 較響亮的講話聲的聲壓約為0.

29、1pa,雷聲的聲壓約在10pa以上,微風(fēng)吹動(dòng)樹葉的聲響可小到幾千分之一帕到幾萬分之一帕。 使大多數(shù)人產(chǎn)生聽覺現(xiàn)象的最低聲壓為2 pa,稱之為基準(zhǔn)聲壓或參考聲壓。 聲功率:聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的總聲能稱為聲功率,單位是瓦(w)。 聲強(qiáng):穿過垂直于聲波傳播方向上單位面積內(nèi)的聲功率稱為聲強(qiáng),用符號(hào)i表示,單位是w/m2。聲強(qiáng)與聲壓的平方成正比關(guān)系?;鶞?zhǔn)聲強(qiáng)或參考聲強(qiáng)為w/m22.3聲音的三要素聲音的特性可由三個(gè)要素來描述,即響度、音調(diào)和音色。 響度:人耳對聲音強(qiáng)弱的主觀感覺稱為響度。響度和聲波振動(dòng)的幅度有關(guān)。一般說來,聲波振動(dòng)幅度越大則響度也越大。當(dāng)我們用較大的力量敲鼓時(shí),鼓膜振動(dòng)的幅度大,發(fā)出

30、的聲音響;輕輕敲鼓時(shí),鼓膜振動(dòng)的幅度小,發(fā)出的聲音弱。 另外,人們對響度的感覺還和聲波的頻率有關(guān),同樣強(qiáng)度的聲波,如果其頻率不同,人耳感覺到的響度也不同。 音調(diào):人耳對聲音高低的感覺稱為音調(diào)。音調(diào)主要與聲波的頻率有關(guān)。聲波的頻率高,則音調(diào)也高。當(dāng)我們分別敲擊一個(gè)小鼓和一個(gè)大鼓時(shí),會(huì)感覺它們所發(fā)出的聲音不同。小鼓被敲擊后振動(dòng)頻率快,發(fā)出的聲音比較清脆,即音調(diào)較高;而大鼓被敲擊后振動(dòng)頻率較慢,發(fā)出的聲音比較低沉,即音調(diào)較低。 音色:音色是人們區(qū)別具有同樣響度、同樣音調(diào)的兩個(gè)聲音之所以不同的特性,或者說是人耳對各種頻率、各種強(qiáng)度的聲波的綜合反應(yīng)。音色與聲波的振動(dòng)波形有關(guān),或者說與聲音的頻譜結(jié)構(gòu)有關(guān)。

31、 例如當(dāng)我們聽胡琴和揚(yáng)琴等樂器同奏一個(gè)曲子時(shí),雖然它們的音調(diào)相同,但我們卻能把不同樂器的聲音區(qū)別開來。這是因?yàn)?,各種樂器的發(fā)音材料和結(jié)構(gòu)不同,它們發(fā)出同一個(gè)音調(diào)的聲音時(shí),雖然基波相同,但諧波構(gòu)成不同,因此產(chǎn)生的波形不同,從而造成音色不同。小提琴和鋼琴的波形和聲音,這兩個(gè)聲音的響度和音調(diào)都是相同的,但聽起來卻不一樣,這就是因?yàn)檫@兩個(gè)聲音的音色不同(波形不同)。2.4分貝的概念(1)分貝的定義 聲壓級可以用分貝(db)來表示,這使我們可以在小數(shù)字范圍內(nèi)對聲壓進(jìn)行評價(jià)和計(jì)算。分貝(db)原是電氣工程師在電訊領(lǐng)域開始應(yīng)用的,聲學(xué)中,我們用所研究的數(shù)量與一個(gè)任選參考量取以10為底的對數(shù)量級,作為表示聲音

32、大小的常用單位 可見,分貝的含義是表示兩個(gè)電量或聲學(xué)量的比值,但它不用比值直接表示,而是用這個(gè)比值的常用對數(shù)乘以10(或20)來表示。 (2)采用分貝的原因 聲音和電信號(hào)為什么要用分貝來表示,可以從兩方面來看。 人耳對聲音強(qiáng)弱的感覺,不是與聲音功率的變化成正比,而是和這種變化的對數(shù)成正比。所以,采用分貝為單位來表示聲音的強(qiáng)弱更符合人耳的聽覺特性。人耳能聽到的聲音小至蚊子的聲音,大到巨大的雷鳴聲,聲強(qiáng)相差 倍。這樣大的數(shù)字范圍計(jì)算起來很不方便。如果對這個(gè)數(shù)字取對數(shù),則為120db,數(shù)值變小了,計(jì)算起來也就方便多了。因此,用分貝表示比值可將龐大的數(shù)字壓縮到一個(gè)便于計(jì)算和便于用圖表曲線表達(dá)的數(shù)字范圍

33、。3噪聲3.1噪聲的定義正如水、空氣和土壤等是我們生存必要的條件那樣,我們必須生活在一個(gè)有聲的環(huán)境之中,聲音可以幫助人們交流信息、認(rèn)識(shí)事物等,成為人們一切生產(chǎn)和生活活動(dòng)的前提基礎(chǔ)。但有些聲音對人體有害或者是多余的,便稱為噪聲,由噪聲造成的環(huán)境污染稱為噪聲污染。廣義上說來,一切可聽的聲音都有可能成為噪聲。我們所聽到的各種聲音是否成為噪聲與許多條件和因素有關(guān):除與聲音本身的基本特性(波長、頻率和聲級)有關(guān)外,還與人的心理和生理狀態(tài)有關(guān),因此噪聲和非噪聲的區(qū)別不僅在于其本身特性(頻率和強(qiáng)弱),更在于接受對象的感受性和條件性。最早的噪聲定義出自說文和玉篇,“擾也” “群呼煩擾也”,物理學(xué)觀點(diǎn):噪聲是指

34、各種頻率和聲強(qiáng)雜亂無序組合的聲音。心理學(xué)觀點(diǎn):凡是人們不需要的聲音都稱之為噪聲。醫(yī)學(xué)觀點(diǎn):醫(yī)學(xué)上認(rèn)為超過60分貝的聲音是噪聲。噪聲定義的主觀性很強(qiáng)、有著明顯的相對性,例如音樂,你覺得很悅耳,他在思考問題時(shí)卻覺得很討厭,也就是它隨人的心理、主觀感覺等的不同而不同。3.2噪聲的分類聲音由自然界和人類活動(dòng)兩方面產(chǎn)生。雖然自然界的聲音在特定情況下可能成為噪聲,如雷鳴聲、風(fēng)的呼嘯聲等,但噪聲通常主要是由于人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)產(chǎn)生,稱為人為噪聲。人為噪聲的產(chǎn)生途徑多種多樣,通常有:交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲等。交通噪聲由交通車輛產(chǎn)生,如公路和城市街道上的各種汽車轟鳴聲、喇叭聲,噴氣式飛機(jī)螺旋槳產(chǎn)生的

35、高速氣流與空氣的摩擦聲以及火車車輪與鐵軌的撞擊聲和汽笛聲等;工業(yè)噪聲由各種機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)、摩擦和管道排氣產(chǎn)生;建筑施工噪聲由各種施工機(jī)械設(shè)備造成,如打樁機(jī)與樁的撞擊聲、卷揚(yáng)機(jī)噪聲等。噪聲還可以產(chǎn)生于人們的社會(huì)活動(dòng)與生活,如各種電影院、音樂廳、舞會(huì)在某些情況下都可能成為噪聲的來源;居家的家用設(shè)備如空調(diào)器、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)和電視機(jī)等因?yàn)橛绊懭藗兊男菹?、學(xué)習(xí)和工作而成為噪聲。按照發(fā)聲機(jī)理,噪聲可以分為:機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力性噪聲和電磁噪聲三類。機(jī)械噪聲是由于機(jī)械部件在撞擊力、非平衡力作用下產(chǎn)生,是由固體振動(dòng)而產(chǎn)生;空氣動(dòng)力噪聲是由于高速或高壓氣流與周圍介質(zhì)(空氣)發(fā)生劇烈混合而產(chǎn)生;電磁噪聲是由于電磁場

36、的交替變化引起機(jī)械部件或空間容積振動(dòng)而產(chǎn)生,如日光燈的整流器、電動(dòng)機(jī)和變壓器產(chǎn)生的電磁噪聲等。三類噪聲中以機(jī)械振動(dòng)噪聲最為常見,其次為空氣動(dòng)力性噪聲,而電磁噪聲較少見。下表1列出了常見的工業(yè)設(shè)備噪聲范圍表1常見的工業(yè)設(shè)備噪聲范圍設(shè)備聲級范圍(db)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)107140織布機(jī)96130鼓風(fēng)機(jī)80126空壓機(jī)73116蒸汽錘86113發(fā)電機(jī)71106水泵89103卷揚(yáng)機(jī)8090 頻率是聲音的重要參數(shù)。按照頻率高低,噪聲分為:低頻噪聲(f1 khz)三類。噪聲對人體的危害與噪聲的頻率有關(guān),其中危害最大的當(dāng)屬可聽聲,其頻率范圍為20 hz2000 hz,成為噪聲控制的主要對象。3.3噪聲污染的特性(

37、1)噪聲屬于物理性污染:這種污染是局部性的,不會(huì)造成區(qū)域、全球性污染。(2)噪聲污染一般沒有殘余污染物:噪聲一旦消除污染問題就得到徹底解決。(3)噪聲污染往往易被人們所忽視:盡管有影響,但我們需要生活在適度的聲響環(huán)境中3.4噪聲的測量和評價(jià)(1)噪聲的測量聲壓計(jì)是測量噪聲的主要儀器,測量的基本原理是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。根據(jù)噪聲的聲級范圍,普通聲級計(jì)的頻率特性有a、b、c三檔,分別稱為a聲級、b聲級和c聲級,測定噪聲聲級分別以db(a)、db(b)和db(c)表示。(2)噪聲評價(jià) 噪聲評價(jià)是城市和工業(yè)區(qū)規(guī)劃以及環(huán)境治理的重要依據(jù),噪聲評價(jià)與噪聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及測量方法密切相關(guān)。 噪聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有:工

38、業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)、建筑施工場界噪聲標(biāo)準(zhǔn)等。如下表2、表3、表4所示。表2中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn),等效聲級laeq:db類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)05040療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館15545居住區(qū)、文教區(qū)26050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)36555工業(yè)區(qū)47055城市中道路交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表3中華人民共和國工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn),等效聲級laeq:db類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)i5545居住區(qū)、文教區(qū)ii6050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)以及商業(yè)集中區(qū)iii6555工業(yè)區(qū)iv7055城市中道路

39、交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表4中華人民共和國建筑施工場界噪聲標(biāo)準(zhǔn),等效聲級laeq:db施工階段主要噪聲源噪聲限值晝間夜間土石方推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等7555打樁各種打樁機(jī)等85禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌機(jī)、振搗棒、電鋸等7055裝修吊車、升降機(jī)等65554振動(dòng)與噪聲對人的危害4.1振動(dòng)對人的危害物體在外力作用下沿直線或弧線以中心位置(平衡位置)為基準(zhǔn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng),稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡稱振動(dòng)。 物體離中心位置的最大距離為振幅。單位時(shí)間內(nèi)()內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率,它是評價(jià)振動(dòng)對人體健康影響的常用基本參數(shù)。 振動(dòng)對人體的影響分為全身振動(dòng)和局部振動(dòng)。全身振動(dòng)是由振動(dòng)源(振動(dòng)機(jī)械、車輛、活動(dòng)的

40、工作平臺(tái))通過身體的支持部份(足部和臀部),將振動(dòng)沿下肢或軀干傳布全身引起接振動(dòng)為主,振動(dòng)通過振動(dòng)工具、振動(dòng)機(jī)械或振動(dòng)工件傳向操作者的手和手臂。(1)常見的振動(dòng)作業(yè) 全身振動(dòng)的頻率范圍主要在。局部振動(dòng)作用的頻率范圍在。上述劃分是相對的,在一定頻率范圍(如以下)既有局部振動(dòng)作用又有全身振動(dòng)作用。)局部振動(dòng)作業(yè):主要是使用振動(dòng)工具的各工種,如砂鉚工、鍛工、鉆孔工、搗固工、研磨工及電鋸、電刨的使用者等進(jìn)行作業(yè)。)全身振動(dòng)作業(yè):主要是振動(dòng)機(jī)械的操作工。如震源車的震源工、車載鉆機(jī)的操作工;鉆井發(fā)電機(jī)房內(nèi)的發(fā)電工及地震作業(yè)、鉆前作業(yè)的拖拉機(jī)手等野外活動(dòng)設(shè)備上的振動(dòng)作業(yè)工人,如鍛工等。振動(dòng)對人體的不良影響及

41、危害 從物理學(xué)和生物學(xué)的觀點(diǎn)看,人體是一個(gè)極復(fù)雜的系統(tǒng),振動(dòng)的作用不僅可以引起機(jī)械效應(yīng),更重要的是可以引起生理和心理的效應(yīng)。 人體接受振動(dòng)后,振動(dòng)波在組織內(nèi)的傳播,由于各組織的結(jié)構(gòu)不同,傳導(dǎo)的程度也不同,其大小順序依次為骨、結(jié)締組織、軟骨、肌肉、腺組織和腦組織,以上的振動(dòng)波易為組織吸收,不易向遠(yuǎn)處傳播;而低頻振動(dòng)波在人體內(nèi)傳播得較遠(yuǎn)。全身振動(dòng)和局部振動(dòng)對人體的危害及其臨床表現(xiàn)是明顯不同的。全身振動(dòng)所產(chǎn)生的能量,能過支承面作用于坐位或立位操作的人身上,引起一系列病變。人體是一個(gè)彈性體,各器官都有它的固有頻率,當(dāng)外來振動(dòng)的頻率與人體某器官的固有頻率一致時(shí),會(huì)引起共振,因而對那個(gè)器官的影響也最大。全

42、身受振的共振頻率為,在該種條件下全身受振作用最強(qiáng)。 接觸強(qiáng)烈的全身振動(dòng)可能導(dǎo)致內(nèi)臟器官的損傷或位移,周圍神經(jīng)和血管功能的改變,可造成各種類型的、組織的、生物化學(xué)的改變,導(dǎo)致組織營養(yǎng)不良,如足部疼痛、下肢疲勞、足背脈搏動(dòng)減弱、皮膚溫度降低;女工可發(fā)生子宮下垂、自然流產(chǎn)及異常分娩率增加。一般人可發(fā)生性機(jī)能下降、氣體代謝增加。振動(dòng)加速度還可使人出現(xiàn)前庭功能障礙,導(dǎo)致內(nèi)耳調(diào)節(jié)平衡功能失調(diào),出現(xiàn)臉色蒼白、惡心、嘔吐、出冷汗、頭疼頭暈、呼吸淺表、心率和血壓降低等癥狀。暈車暈船即屬全身振動(dòng)性疾病。全身振動(dòng)還可造成腰椎損傷等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)影響。 局部接觸強(qiáng)烈振動(dòng)主要是以手接觸振動(dòng)工具的方式為主的,由于工作狀態(tài)的不同

43、,振動(dòng)可傳給一側(cè)或雙側(cè)手臂,有時(shí)可傳到肩部。長期持續(xù)使用振動(dòng)工具能引起末梢循環(huán)、末神經(jīng)和骨關(guān)節(jié)肌肉運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的障礙,嚴(yán)重時(shí)可患局部振動(dòng)病。神經(jīng)系統(tǒng):以上肢末梢神經(jīng)的感覺和運(yùn)動(dòng)功能障礙為主,皮膚感覺、痛覺、觸覺、溫度功能下降,血壓及心率不穩(wěn),腦電圖有改變。心血管系統(tǒng):可引起周圍毛細(xì)血管形態(tài)及張力改變,上肢大血管緊張度升高,心率過緩,心電圖有改變。肌肉系統(tǒng):握力下降,肌肉萎縮、疼痛等。骨組織: 引起骨和關(guān)節(jié)改變,出現(xiàn)骨質(zhì)增生、骨質(zhì)蔬松等。聽覺器官:低頻率段聽力下降,如與噪聲結(jié)合,則可加重對聽覺器官的損害。其他:可引起食欲不振、胃痛、性機(jī)能低下、婦女流產(chǎn)等。(2)、振動(dòng)病我國已將振動(dòng)病列為法定職業(yè)病。

44、振動(dòng)病一般是對局部病而言,也稱職業(yè)性雷諾現(xiàn)象、振 動(dòng)性血管神經(jīng)病、氣錘病和振動(dòng)性白指病等。 振動(dòng)病主要是由于局部肢體(主要是手)長期接觸強(qiáng)烈振動(dòng)而引起的。長期受低頻、大振幅的振動(dòng)時(shí),由于振動(dòng)加速度的作用,可使植物神經(jīng)功能紊亂,引起皮膚分析器與外周血管循環(huán)機(jī)能改變,久而久之,可出現(xiàn)一系列病理改變。早期可出現(xiàn)肢端感覺異常、振動(dòng)感覺減退。主訴手部癥狀為手麻、手疼、手脹、手涼、手掌多汗、手疼多在夜間發(fā)生;其次為手僵、手顫、手無力(多在工作后發(fā)生),手指遇冷即出現(xiàn)缺血發(fā)白,嚴(yán)重時(shí)血管痙攣明顯。片可見骨及關(guān)節(jié)改變。如果下肢接觸振動(dòng),以上癥狀出現(xiàn)在下肢。 振動(dòng)的頻率、振幅和加速度(加速度增大,可使白指病增多

45、)是振動(dòng)作用于人體的主要因素,氣溫(寒冷是促使振動(dòng)致病的重要外界條件之一)、噪聲、接觸時(shí)間、體位和姿勢、個(gè)體差異、被加工部件的硬度、沖擊力及緊張等因素也很重要。4.2噪聲對人的危害(1)、聽力損害1)暫時(shí)性聽域遷移:當(dāng)人耳短時(shí)間暴露于噪聲時(shí),會(huì)引起人們的聽覺疲勞,但此時(shí)的聽覺器官尚未發(fā)生器質(zhì)性病變。一旦噪聲消除,聽覺疲勞也就逐漸消失,直至聽覺恢復(fù)到正常狀態(tài)。2)永久性聽域遷移:又稱為噪聲性耳聾,是指人耳長期暴露于強(qiáng)噪聲環(huán)境之中,聽覺反復(fù)受到噪聲的不斷刺激,聽域遷移由暫時(shí)性逐漸成為永久性,聽覺恢復(fù)越來越難,死亡的聽覺細(xì)胞無法再生,造成永久性耳聾。耳聾有輕重之分,一般以聽力損失進(jìn)行衡量,如下表5所

46、示。表5聽力損失與耳聾程度聽力損失耳聾程度20db耳聾的基準(zhǔn)2040db輕度耳聾4055db中度耳聾5570db顯著耳聾7090db重度耳聾90db極端聾(2)、誘發(fā)疾病誘發(fā)疾病是噪聲污染的一個(gè)重要體現(xiàn)。噪聲作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng),使得大腦皮層的興奮和抑制平衡失調(diào)、條件反射異常,導(dǎo)致頭昏腦脹、疲勞和記憶力衰退以及腸胃功能紊亂等癥狀,嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)胃潰瘍、冠心病和動(dòng)脈硬化等疾病。影響人們正常生活降低人們睡眠、學(xué)習(xí)、工作、語言交流的效率和效果。嚴(yán)重時(shí)使得這些活動(dòng)無法進(jìn)行。5振動(dòng)與噪聲的控制和治理噪聲和振動(dòng)有著非常密切的關(guān)系。許多噪聲是由振動(dòng)引起的,這種振動(dòng)以彈性波的形式在空氣、液體和固體介質(zhì)中進(jìn)行傳播

47、,分別稱為氣體聲、液體聲和固體聲,通常將固體聲稱為振動(dòng)。噪聲和振動(dòng)污染的控制原理十分相似:隔振的同時(shí)也起到降噪作用。5.1振動(dòng)的控制和治理控制振動(dòng)危害的設(shè)備或裝置稱為隔振器或減振器。下圖2所示各種金屬彈簧減振器.圖2金屬彈簧減振器5.2噪聲的控制和治理與其它污染控制相似,噪聲污染控制的途徑主要有:行政管理、規(guī)劃和噪聲治理。(1)、政管理措施對噪聲采取必要的管理方法以限制噪聲污染,其基本做法為行政立法。我國對交通噪聲、機(jī)動(dòng)車輛噪聲、飛機(jī)噪聲、工廠噪聲、建筑施工噪聲、娛樂場所噪聲污染的控制進(jìn)行立法。如(gb12348-90)中規(guī)定:交通干道環(huán)境噪聲70-87db(a);建筑施工場界噪聲限值如下表6

48、所示。表6建筑施工場界噪聲限值施工機(jī)械晝間夜間土石方推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等75 db(a)55 db(a)打樁打樁機(jī)85 db(a)禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌機(jī)70 db(a)55 db(a)裝修吊車、升降機(jī)65 db(a)55 db(a)(2)、規(guī)劃性措施區(qū)域性規(guī)劃:城市規(guī)劃部門在確定建設(shè)布局時(shí),將飛機(jī)場、重工業(yè)區(qū)等高噪聲源布置在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊外,并按照噪聲從高到低依次進(jìn)行布局。道路規(guī)劃:依據(jù)國家聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范,合理劃定建筑物與交通干道的防噪聲距離,并提出相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求??刂瞥鞘腥丝诿芏龋喝肟诿芏葲Q定了交通流量、商業(yè)以及生產(chǎn)活動(dòng)等產(chǎn)生的噪聲高低以及影響程度。利用各種措施

49、進(jìn)行隔聲,如利用土丘、綠化帶等減輕噪聲對安靜區(qū)域的影響。(3)、治理措施1) 噪聲源的控制 研究工藝過程:使用低噪聲工藝代替高噪聲工藝 研究降低噪聲源輻射噪聲的激振力 研究降低噪聲源中、噪聲輻射部件對激振力的響應(yīng)2) 噪聲傳播途徑的控制 研究城市、工廠和車間如何全面合理布局 研究噪聲傳播途徑上的聲學(xué)技術(shù)措施(隔聲、吸聲和消聲)3) 個(gè)人防護(hù)措施常用的噪聲個(gè)人防護(hù)用品有:耳塞、耳罩和頭盔三種。這些防護(hù)用品除減弱噪聲危害外,還有保暖、防沖撞的功能。(4)、噪聲治理技術(shù)噪聲治理應(yīng)從噪聲的產(chǎn)生源著手,即在噪聲產(chǎn)生之前采取多種措施防止產(chǎn)生噪聲。噪聲產(chǎn)生之后首先在聲源處降低噪聲,在有人活動(dòng)的地方進(jìn)行隔聲降

50、噪,減輕噪聲的危害。依據(jù)技術(shù)作用原理,隔聲降噪技術(shù)分為:吸聲、隔聲和消聲三種類型,其適用的場合也不相同。1)吸聲未做任何聲學(xué)處理的墻壁、門窗、地板等與空氣的特性阻抗相差很大,因此造成聲波的強(qiáng)烈反射,聲波的一次與多次反射、疊加的結(jié)構(gòu)構(gòu)成混響聲,實(shí)際空間內(nèi)聽到的聲音既有直達(dá)聲又有混響聲,聲波的反射、疊加增加了噪聲的聲級和危害性。采用能夠吸收聲能的材料或結(jié)構(gòu)可以吸收聲能,使得反射聲減弱,達(dá)到吸收降噪的效果。吸聲原理示意圖,如圖3所示。圖3 吸聲原理示意圖吸聲主要應(yīng)用于:降低體積大、混響時(shí)間長的室內(nèi)噪聲;改善室內(nèi)音質(zhì);與消音、隔音結(jié)合起來共同隔聲降噪。 吸聲的主要優(yōu)點(diǎn)是效果穩(wěn)定,對機(jī)械設(shè)備的操作維修無影響。一般情況下可以降噪35dba,對于混響嚴(yán)重的車間可以降噪610dba。2)、隔聲如圖4所示,使用構(gòu)件將噪聲和接受者分開,阻斷空氣中聲波的傳播,從而達(dá)到降噪的目的的措施稱為隔聲。圖4隔聲基本原理示意圖 聲波在通過空氣的傳播途徑中,碰到一勻質(zhì)屏蔽物時(shí),由于兩分界面的特性阻抗的改變,使得部分聲能被屏蔽物反射回去,一部分被屏蔽物吸收,另一部分可以透過屏蔽物到另一空間去,從而降低了噪聲的傳播。用來阻擋聲源和接受者之間直達(dá)聲的障板或簾幕狀屏蔽物稱為隔聲屏或隔聲簾。建筑物內(nèi),在對隔聲要求不高的情況下,

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