振動噪聲與碰撞沖擊

1、振動噪聲與碰撞沖擊振動噪聲與碰撞沖擊演講人演講人：主要內(nèi)容主要內(nèi)容 振動與噪聲的基本概念及分類 振動噪聲的抑制及利用 碰撞與沖擊的介紹 汽車碰撞測試簡介振動噪聲與碰撞沖擊的聯(lián)系振動與噪聲的基本概念及分類振動與噪聲的基本概念及分類演講：齊勇學(xué)號：15721707導(dǎo)師：張旭主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、振動的基本概念及分類二、噪聲的基本概念及分類 聲波起源于物體的振動，聲源的振動就是物體或者質(zhì)點在其平衡位置附近進(jìn)行往復(fù)運動。 物體的振動通常用振幅、頻率和相位這三個物理量來描述，它們是互相獨立的。振動有自由振動和受迫振動之分。一、一、振動的基本概念振動的基本概念 1.11.1 自由振動自由振動 作振動的系統(tǒng)在

2、外力的作用下物體離開平衡位置以后就能自行按其固有頻率振動，而不再需要外力的作用，這種不在外力的作用下的振動稱為自由振動。理想情況下的自由振動叫無阻尼自由振動。自由振動時的周期叫固有周期，自由振動時的頻率叫固有頻率。它們由振動系統(tǒng)自身條件所決定，與振幅無關(guān)。 1.2 受迫振動受迫振動 受迫振動也稱強迫振動。在外來周期性力的持續(xù)作用下，振動系統(tǒng)發(fā)生的振動稱為受迫振動。這個“外來的周期性力”叫驅(qū)動力(或強迫力)。物體的受迫振動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，其振動的頻率與驅(qū)動力頻率相同，而與物體的固有頻率無關(guān)。 噪聲的定義噪聲的定義 1 聲音聲音 物體（物體（聲源聲源）振動，在媒質(zhì)中傳播，引起）振動，在媒質(zhì)中傳播，

3、引起人耳或其他接收器的反應(yīng)，這就是聲。人耳或其他接收器的反應(yīng)，這就是聲。 2 噪聲噪聲 噪聲是發(fā)生體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音噪聲是發(fā)生體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音; 雜亂無章，聽起來不和諧的聲音或不需要的聲音；雜亂無章，聽起來不和諧的聲音或不需要的聲音； 一般認(rèn)為：一般認(rèn)為：噪聲不包括次聲和超聲，而是噪聲不包括次聲和超聲，而是可聽聲（可聽聲（20Hz-20000Hz）范圍內(nèi)的聲波。）范圍內(nèi)的聲波。第二節(jié)第二節(jié) 噪聲的基本概念噪聲的基本概念物理角度物理角度 2.1 噪聲的來源噪聲的來源 噪聲的種類很多，因其產(chǎn)生的條件不同而異。噪聲的種類很多，因其產(chǎn)生的條件不同而異。地球上噪聲地球上噪聲自然界噪聲自

4、然界噪聲人為活動產(chǎn)人為活動產(chǎn)生的噪聲生的噪聲火山爆發(fā)、地震、潮汐、下雨和火山爆發(fā)、地震、潮汐、下雨和刮風(fēng)等自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的空氣聲、刮風(fēng)等自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的空氣聲、雷聲、地聲、水聲和風(fēng)聲雷聲、地聲、水聲和風(fēng)聲工業(yè)噪聲、交通噪聲、建筑施工業(yè)噪聲、交通噪聲、建筑施工噪聲和社會生活噪聲工噪聲和社會生活噪聲 1 工業(yè)噪聲工業(yè)噪聲 工業(yè)噪聲一般是指在工業(yè)噪聲一般是指在工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)過程中，過程中，機械設(shè)備運轉(zhuǎn)而發(fā)出的聲響。機械設(shè)備運轉(zhuǎn)而發(fā)出的聲響。工業(yè)噪聲工業(yè)噪聲 空氣動力性噪聲空氣動力性噪聲機械噪聲機械噪聲電磁噪聲電磁噪聲由由固體振動固體振動而產(chǎn)生的；而產(chǎn)生的；在撞擊、摩擦，交變機械應(yīng)力或磁性應(yīng)力等的作

5、用在撞擊、摩擦，交變機械應(yīng)力或磁性應(yīng)力等的作用下，下，機械機械設(shè)備的金屬板、軸承、齒輪等發(fā)生碰撞、振設(shè)備的金屬板、軸承、齒輪等發(fā)生碰撞、振動而產(chǎn)生機械噪聲；動而產(chǎn)生機械噪聲；球磨機、軋機、破碎機、機床以及電鋸等產(chǎn)生的噪球磨機、軋機、破碎機、機床以及電鋸等產(chǎn)生的噪聲都屬于此類噪聲聲都屬于此類噪聲 由由氣體振動氣體振動產(chǎn)生的；產(chǎn)生的；當(dāng)當(dāng)氣體氣體受到擾動、氣體與物體之間有相互受到擾動、氣體與物體之間有相互作用時，就會產(chǎn)生空氣動力性噪聲；作用時，就會產(chǎn)生空氣動力性噪聲；鼓風(fēng)機、空壓機、燃?xì)廨啓C、高爐和鍋爐鼓風(fēng)機、空壓機、燃?xì)廨啓C、高爐和鍋爐排氣放空等都可以產(chǎn)生空氣動力性噪聲排氣放空等都可以產(chǎn)生空氣動

6、力性噪聲 是電動機和發(fā)電機中交變磁場對定子和轉(zhuǎn)子作用，是電動機和發(fā)電機中交變磁場對定子和轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生周期性的交變力，引起振動時產(chǎn)生的；產(chǎn)生周期性的交變力，引起振動時產(chǎn)生的；電動機、發(fā)電機和變壓器都可以產(chǎn)生這種噪聲電動機、發(fā)電機和變壓器都可以產(chǎn)生這種噪聲 2 交通噪聲交通噪聲 交通噪聲是各類交通工具發(fā)出的噪聲交通噪聲是各類交通工具發(fā)出的噪聲 主要有主要有航空航空噪聲，噪聲，火車火車噪聲、噪聲、汽車汽車噪聲和噪聲和船舶船舶噪聲。噪聲。 3 建筑施工噪聲建筑施工噪聲 建筑施工噪聲雖然是一種建筑施工噪聲雖然是一種臨時性臨時性的污染，的污染，施工完畢污染也就解除，但其聲音強度很施工完畢污染也就解除，但

7、其聲音強度很高，又屬于露天作業(yè)，因此，污染十分嚴(yán)高，又屬于露天作業(yè)，因此，污染十分嚴(yán)重。有檢測結(jié)果表明，建筑基地打樁聲能重。有檢測結(jié)果表明，建筑基地打樁聲能傳到數(shù)公里以外。傳到數(shù)公里以外。 4 社會生活噪聲社會生活噪聲 2.2 噪聲的分類噪聲的分類 按按聲源聲源的機械特點噪聲可分為氣體擾動噪聲、的機械特點噪聲可分為氣體擾動噪聲、固體振動噪聲、液體撞擊噪聲和電磁噪聲；固體振動噪聲、液體撞擊噪聲和電磁噪聲； 按聲音的頻率可分為小于按聲音的頻率可分為小于400Hz的低頻噪聲、的低頻噪聲、400-1000Hz的中頻噪聲及大于的中頻噪聲及大于1000Hz的高頻噪聲；的高頻噪聲； 按噪聲強度隨時間變化的屬

8、性可分為穩(wěn)態(tài)噪聲按噪聲強度隨時間變化的屬性可分為穩(wěn)態(tài)噪聲（a）、周期性變化噪聲（）、周期性變化噪聲（b） 、無規(guī)噪聲（、無規(guī)噪聲（c）以及脈沖噪聲（以及脈沖噪聲（d）。）。Thank you Thank you 機械振動噪聲的抑制和利用機械振動噪聲的抑制和利用演講：謝家駿學(xué)號：15721708導(dǎo)師：施群振動的抑制振動的抑制風(fēng)機用消聲器風(fēng)機用消聲器紅色為防銹漆，紅色為防銹漆，白色為孔內(nèi)裝有白色為孔內(nèi)裝有消聲纖維玻璃消聲纖維玻璃大型風(fēng)機用消聲器進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)大型風(fēng)機用消聲器進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)電話亭電話亭內(nèi)裝超內(nèi)裝超細(xì)吸聲細(xì)吸聲棉的吸棉的吸聲平板聲平板會議室用的隔聲吸聲屏風(fēng)會議室用的隔聲吸聲屏風(fēng)車間頂上的吸聲屏

9、障車間頂上的吸聲屏障汽車排氣管用消聲器汽車排氣管用消聲器VOLVO客車內(nèi)的吸聲毛絨客車內(nèi)的吸聲毛絨一種吸聲型的聲屏障結(jié)構(gòu)一種吸聲型的聲屏障結(jié)構(gòu)利用聲屏障將聲源利用聲屏障將聲源和保護(hù)目標(biāo)隔開和保護(hù)目標(biāo)隔開高架橋上的吸聲高架橋上的吸聲與隔振組合屏障與隔振組合屏障美國高速公路用混凝土板墻做聲屏障，美國高速公路用混凝土板墻做聲屏障，聲衰減聲衰減710dB日本日本吸聲吸聲型聲型聲屏障屏障中國第一座公路聲屏障，中國第一座公路聲屏障，降噪量為降噪量為10.5dB機械振動和噪聲利用機械振動和噪聲利用“振動利用工程學(xué)振動利用工程學(xué)” 是是20世紀(jì)后半期逐漸形成和發(fā)展起來世紀(jì)后半期逐漸形成和發(fā)展起來的一門新學(xué)科，

10、振動利用工程的發(fā)展使世人矚目。的一門新學(xué)科，振動利用工程的發(fā)展使世人矚目。就振動就振動機械來說，目前已成功應(yīng)用于工礦企業(yè)中的振動機器已發(fā)機械來說，目前已成功應(yīng)用于工礦企業(yè)中的振動機器已發(fā)展到數(shù)百種之多展到數(shù)百種之多，在許多部門，如采礦、冶金、煤炭、石，在許多部門，如采礦、冶金、煤炭、石油化工、機械、電力、水利、土木、建筑、建材、鐵路、油化工、機械、電力、水利、土木、建筑、建材、鐵路、公路交通、輕工、食品和谷物加工、農(nóng)田耕作以及在人類公路交通、輕工、食品和谷物加工、農(nóng)田耕作以及在人類日常生活過程中，數(shù)以萬計的振動機器和振動儀器已成功日常生活過程中，數(shù)以萬計的振動機器和振動儀器已成功用來完成許多不

11、同的工藝過程，如給料、上料、輸送、篩用來完成許多不同的工藝過程，如給料、上料、輸送、篩分、布料、烘干、冷卻、脫水、選分、破碎、粉磨、光飾、分、布料、烘干、冷卻、脫水、選分、破碎、粉磨、光飾、落砂、成形、整形、振搗、夯土、壓路、攤鋪、鉆挖、裝落砂、成形、整形、振搗、夯土、壓路、攤鋪、鉆挖、裝載、振倉、犁土、沉樁、拔樁、清理、捆綁、采油、時效、載、振倉、犁土、沉樁、拔樁、清理、捆綁、采油、時效、切削、檢樁、檢測、勘探、測試、診斷等等。切削、檢樁、檢測、勘探、測試、診斷等等。振動傳輸振動傳輸振動造型振動造型振動打樁振動打樁振動篩選振動篩選振動破碎振動破碎振動研磨振動研磨振動拋光振動拋光振動采油振動采

12、油海浪發(fā)電海浪發(fā)電鐘表鐘表 音樂音樂 振動時效振動時效振動烘干振動烘干 超聲電機（超聲電機（ultrasonic motor ，USM）技術(shù)是振動學(xué)、技術(shù)是振動學(xué)、波動學(xué)、摩擦學(xué)、動態(tài)設(shè)計、電力電子、自動控制、新波動學(xué)、摩擦學(xué)、動態(tài)設(shè)計、電力電子、自動控制、新材料和新工藝等學(xué)科的交叉結(jié)合的新技術(shù)。超聲電機不材料和新工藝等學(xué)科的交叉結(jié)合的新技術(shù)。超聲電機不像傳統(tǒng)的電機那樣，利用電磁力來獲得其運動和力矩。像傳統(tǒng)的電機那樣，利用電磁力來獲得其運動和力矩。超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)和超聲振動來獲超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)和超聲振動來獲得其運動和力矩的。在這種新型電機中，壓電陶瓷材料得其

13、運動和力矩的。在這種新型電機中，壓電陶瓷材料盤代替了許許多多的銅線圈盤代替了許許多多的銅線圈。 海浪發(fā)電的基本原理是氣室將海浪的波能轉(zhuǎn)換成空氣往復(fù)運動，利用這一氣流帶動海浪發(fā)電的基本原理是氣室將海浪的波能轉(zhuǎn)換成空氣往復(fù)運動，利用這一氣流帶動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)電。 超聲診斷儀產(chǎn)生超聲，并發(fā)射到人體內(nèi)，在組織中傳播，遇到正常與有疾病的超聲診斷儀產(chǎn)生超聲，并發(fā)射到人體內(nèi)，在組織中傳播，遇到正常與有疾病的組織時，便會產(chǎn)生反射與散射，儀器接到這種信號后，加以處理，顯示為波形、曲組織時，便會產(chǎn)生反射與散射，儀器接到這種信號后，加以處理，顯示為波形、曲線或圖像等，就可以供醫(yī)生做判斷組織或器官健康與否的依據(jù)

14、。線或圖像等，就可以供醫(yī)生做判斷組織或器官健康與否的依據(jù)。 Thank You！碰撞與沖擊的介紹姓名：莊磊磊學(xué)號：15721724導(dǎo)師：張旭主要內(nèi)容：1）碰撞的概念、特點和分類；2）沖擊的基本概念；3）碰撞和沖擊試驗的區(qū)別。碰撞的概念指的是兩個作相對運動的物體，接觸并迅速改變其運動狀態(tài)的現(xiàn)象?？梢允呛暧^物體的碰撞，如打夯、鍛壓、擊球等，也可以是微觀粒子如原子、核和亞原子粒子間的碰撞?！芭鲎病痹谖锢韺W(xué)中表現(xiàn)為兩粒子或物體間極短的相互作用。 碰撞前后參與物發(fā)生速度，動量或能量改變。由能量轉(zhuǎn)移的方式區(qū)分為彈性碰撞和非彈性碰撞。彈性碰撞是碰撞前后整個系統(tǒng)的動能不變的碰撞。彈性碰撞的必要條件是動能沒有轉(zhuǎn)

15、成其他形式的能量（熱能、轉(zhuǎn)動能量），例如原子的碰撞。非彈性碰撞是碰撞后整個系統(tǒng)的部分動能轉(zhuǎn)換成至少其中一碰撞物的內(nèi)能，使整個系統(tǒng)的動能無法守恒。碰撞的特點（1）相互作用時間極短。（2）相互作用力極大，即內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，遵循動量守恒定律。碰撞的分類按能量轉(zhuǎn)化關(guān)系彈性碰撞：彈性碰撞：EK= EK2 （碰撞過程中機械能（碰撞過程中機械能守恒）守恒）非彈性碰撞：非彈性碰撞：EK EK2（碰撞過程中機械（碰撞過程中機械能不守恒）能不守恒）完全非彈性碰撞：完全非彈性碰撞：EK損失最大（粘合在一損失最大（粘合在一起運動，機械能損失最大）起運動，機械能損失最大）沖擊的基本概念是一種急劇的瞬態(tài)運動，作用時間遠(yuǎn)小

16、于系是一種急劇的瞬態(tài)運動，作用時間遠(yuǎn)小于系統(tǒng)固有周期。系統(tǒng)受到瞬態(tài)激勵，其力、位統(tǒng)固有周期。系統(tǒng)受到瞬態(tài)激勵，其力、位置、加速度發(fā)生突然變化的現(xiàn)象。置、加速度發(fā)生突然變化的現(xiàn)象。主要破壞性：主要破壞性：1、慣性載荷導(dǎo)致的集中應(yīng)力過大，設(shè)備損壞、慣性載荷導(dǎo)致的集中應(yīng)力過大，設(shè)備損壞2、多次沖擊形成疲勞累積，降低設(shè)備強度極限、多次沖擊形成疲勞累積，降低設(shè)備強度極限沖擊超過沖擊超過1000次后，破壞應(yīng)力顯著降低次后，破壞應(yīng)力顯著降低實際的循環(huán)次數(shù)可以表示為：實際的循環(huán)次數(shù)可以表示為：/30.16310 NN實際的沖擊應(yīng)力，允用應(yīng)力實際的沖擊應(yīng)力，允用應(yīng)力如每個循環(huán)的沖擊應(yīng)力不同，應(yīng)用如每個循環(huán)的沖擊

17、應(yīng)力不同，應(yīng)用線性累積法則：線性累積法則：iinDND=1時，破壞，時，破壞，n單次應(yīng)力的實際次數(shù)，單次應(yīng)力的實際次數(shù)，N該應(yīng)力水平下破壞所需次數(shù)該應(yīng)力水平下破壞所需次數(shù)沖擊與碰撞試驗的區(qū)別一項完整的環(huán)境試驗操作順序通常包括：（1）預(yù)處理（2）初始檢測（3）條件實驗（4）恢復(fù)（5）最后檢測沖擊試驗沖擊試驗：沖擊試驗就是用設(shè)備再現(xiàn)樣品在運輸和使用過程中遭遇的如跌落、撞擊、引爆、多級火箭分離、空氣動力沖擊和空間運載器返回等現(xiàn)象。考核或評定樣品對沖擊環(huán)境的適應(yīng)能力、工作可靠性及結(jié)構(gòu)完好性。碰撞試驗碰撞試驗：碰撞試驗就是用設(shè)備再現(xiàn)樣品在運輸和使用過程中遭遇的經(jīng)常性的、重復(fù)性的沖擊現(xiàn)象。考核或評定樣品對

18、重復(fù)沖擊環(huán)境的適應(yīng)能力、工作可靠性及結(jié)構(gòu)完好性。沖擊和碰撞試驗所模擬的環(huán)境均為沖擊環(huán)境。即：樣品在運輸和使用過程中遭遇的如跌落、撞擊、引爆、多級火箭分離、空氣動力沖擊和空間運載器返回等現(xiàn)象。沖擊試驗與碰撞試驗的區(qū)別（1）沖擊試驗主要用于模擬樣品在運輸和使用過程中偶然遭遇的不重復(fù)的、嚴(yán)酷等級較高的沖擊現(xiàn)象。沖擊試驗對試品德?lián)p壞主要表現(xiàn)為強度損壞。碰撞試驗主要用于模擬樣品在運輸和使用過程中經(jīng)常遭遇的、重復(fù)的、嚴(yán)酷等級較低的沖擊現(xiàn)象。碰撞試驗對試品的損壞主要表現(xiàn)為累計損傷。（2）沖擊試驗的試驗加速度通常比較高，脈沖持續(xù)時間較短，碰撞試驗的試驗加速度通常較低，脈沖持續(xù)時間較長。（3）沖擊試驗和碰撞試驗

19、所使用的設(shè)備通常是不同的，前者通常為單次跌落，后者通常是連續(xù)跌落。Thank you！汽車碰撞測試簡介汽車碰撞測試簡介演講人：張少春導(dǎo)師：張燕NCAP介紹介紹NCAP（New Car Assessment Program）新車評價程序，最早于1978年開始于美國，隨后在發(fā)達(dá)國家范圍內(nèi)迅速發(fā)展，現(xiàn)已成為衡量新車安全性能的重要手段，其中“汽車碰撞安全性能試驗”就是主要項目之一，也是人們最關(guān)注的試驗項目，因為車禍大部分都是碰撞，這個測試結(jié)果基本反映了汽車對乘員和行人的安全程度。全球全球NCAP機構(gòu)機構(gòu)全球NCAP評價程序包括，ANCAP、EuroNCAP、USNCAP、IIHS、CNCAP、JNCA

20、P、KNCAP、LATINNCAP。全球全球NCAP機構(gòu)機構(gòu)在所有的NCAP機構(gòu)中，EuroNCAP影響力較大。它創(chuàng)始于1997年，其核心成員單位包括ADAC（全德汽車俱樂部）、英國運輸部、英國FIA基金會、德國運輸部等等。NCAP碰撞測試組成碰撞測試組成正面正面100%剛性壁碰撞剛性壁碰撞 正面100%剛性壁碰撞試驗是試驗車輛100%重疊正面沖擊固定剛性壁障。試驗速度不得低于50km/h。試驗車輛到達(dá)壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過150mm。在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個Hybrid III 型男性假人，用以測量前排人員受傷害情況。在第二排座椅最左側(cè)座位上放置一個Hybr

21、id III 型女性假人，最右側(cè)座位上放置一個 P 系列 3 歲兒童假人，用以考核乘員約束系統(tǒng)性能及對兒童乘員的保護(hù)。正面正面40%偏置壁障碰撞偏置壁障碰撞 偏置碰撞試驗是車輛以不低于64km/h的速度，以左側(cè)40%的截面積撞擊到一個可變性的蜂窩鋁壁障上的實車試驗。該實驗因為只有40%的碰撞接觸面積，更接近于現(xiàn)實交通事故中的汽車碰撞，同時作用在車輛上的碰撞力度也較完全正面碰撞試驗要大一些，對車輛是一個更加嚴(yán)峻的考驗。側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞試驗是試驗車輛靜止不動，前端加裝了可變形吸能壁障的移動臺車從側(cè)面撞向試驗車輛。試驗速度不得低于50km/h。移動壁障的中心線對準(zhǔn)R點，駕駛員位置放一個試驗假

22、人以測試碰撞對駕駛員的傷害。低速后碰撞頸部保護(hù)試驗低速后碰撞頸部保護(hù)試驗低速后碰撞頸部保護(hù)試驗（鞭打試驗）是指將試驗車輛駕駛員側(cè)座椅及約束系統(tǒng)仿照原車結(jié)構(gòu)，固定安裝在移動滑車上，滑車以速度變化量為15.65km/h(正負(fù)0.8km/h內(nèi))的特定加速度波形發(fā)射，模擬后碰撞過程。C-NCAP評分規(guī)則評分規(guī)則在 C-NCAP 中最高得分為 62 分，分為試驗評分和附加評分。星級劃分星級劃分 碰撞測試成績則由星級（）表示，共有五個星級，星級越高表示該車的碰撞安全性能越好。按照2012年的評價標(biāo)準(zhǔn)：稱為五星級，分?jǐn)?shù)52-62分，表示乘員嚴(yán)重傷害的概率小于或等于10%；稱為四星級，分?jǐn)?shù)44-52分，表示乘

23、員嚴(yán)重傷害的概率為11%-20%；稱為三星級，分?jǐn)?shù)36-44分，表示乘員嚴(yán)重傷害的概率為21%-35%；稱為二星級，分?jǐn)?shù)28-36分，表示乘員嚴(yán)重傷害的概率為36%-45%；稱為一星級，分?jǐn)?shù)小于28分，表示乘員嚴(yán)重傷害的概率等于或大于46%。振動噪聲與碰撞沖擊的聯(lián)系振動噪聲與碰撞沖擊的聯(lián)系演講：柯震南學(xué)號：15721710導(dǎo)師：趙其杰主要內(nèi)容主要內(nèi)容噪聲由振動所產(chǎn)生，那么振動噪聲怎么與沖擊相關(guān)呢？ 轉(zhuǎn)動機械：許多機械設(shè)備的本身或某一部份零件是旋轉(zhuǎn)式的，常因組裝的損耗或軸承的缺陷而產(chǎn)生異常的振動，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。 沖擊：當(dāng)物體發(fā)生沖擊時，大量的動能在短時間內(nèi)要轉(zhuǎn)成振動或噪音的能量，而且頻率分布的范圍非常的廣，例如沖床、壓床、鍛造設(shè)備等，都會產(chǎn)生此類噪音。一、振動