第一讲汽车振动噪声与控制-绪论.pptx

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1、汽车振动与噪声控制汽车振动与噪声控制22绪绪 论论1. 振动的定义振动的定义2. 机械振动的两方面效果机械振动的两方面效果3. 噪声现象噪声现象4. 振动与噪声控制的方法振动与噪声控制的方法5. 研究领域研究领域6. 实验及参考书目实验及参考书目7. 课程安排课程安排331.振动的定义振动的定义 振动是表征一种运动的物理量在平振动是表征一种运动的物理量在平衡位置附近作时而增大时而减小的反复衡位置附近作时而增大时而减小的反复变化。变化。42.2.机械振动的两方面效果机械振动的两方面效果破坏破坏：美国：美国Tacoma Narrow 吊桥在中等风吊桥在中等风速下，因共振倒塌速下，因共振倒塌(气流与

2、大桥共振气流与大桥共振)利用利用：振动的筛选，振动沉桩等：振动的筛选，振动沉桩等钟表钟表振动压路机振动压路机混凝土导振器混凝土导振器手机振动装置手机振动装置振动筛振动筛上课老师听不到而学生听得到的上课老师听不到而学生听得到的手机响铃？手机响铃？ 地震地震 地球表层的快速振动位移变化影响地球表层的快速振动位移变化影响 车船振动（加速度影响）车船振动（加速度影响） 车辆平顺性车辆平顺性-座垫处振动加速度评价（加权加速度）座垫处振动加速度评价（加权加速度） 0.315m/(s*s),没有不舒适没有不舒适 0.3150.63，有一些不舒适，有一些不舒适 0.51.0, 比较不舒适比较不舒适 0.81.

3、6，不舒适，不舒适 1.252.5，很不舒适，很不舒适 2.0, 极不舒适极不舒适 =9.8呢，会是什么现象？呢，会是什么现象？ 机床振动降低机床的精度，产生误动作，影响其性能机床振动降低机床的精度，产生误动作，影响其性能 机械噪声纺织厂工人耳聋耳背、钻孔机、打桩机、导振器等机械噪声纺织厂工人耳聋耳背、钻孔机、打桩机、导振器等 遇到气流时飞行中的飞机气流引起的共振导致飞机折翼遇到气流时飞行中的飞机气流引起的共振导致飞机折翼 遇到海浪时航行中的轮船海浪引起的共振引起轮船断裂遇到海浪时航行中的轮船海浪引起的共振引起轮船断裂 导弹遇到空气流引起的振动会影响导弹的命中率导弹遇到空气流引起的振动会影响导

4、弹的命中率振动的危害振动的危害 对人体的影响（频率）对人体的影响（频率） 全身振动的生理反应全身振动的生理反应 对机械结构对机械结构 风吹桥垮风吹桥垮 加工精度加工精度 驾驶稳定驾驶稳定 瞄准精度瞄准精度 影响结构疲劳寿命影响结构疲劳寿命(1) Tacoma 峡谷大桥峡谷大桥 (1940.7.11940.11.07)舞动的格蒂Tacoma大桥坍塌事故大桥坍塌事故9强壮的格蒂 1950今天的塔科马海峡大桥2007卡门涡街卡门涡街11 流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、交流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。卡门涡街是粘性不

5、可压缩流体替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。卡门涡街是粘性不可压缩流体动力学所研究的一种现象。流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管动力学所研究的一种现象。流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生道和换热器的管束时都会产生卡门涡街卡门涡街。出现涡街时，流体对物体会产。出现涡街时，流体对物体会产生一个生一个周期性的交变横向作用力周期性的交变横向作用力。如果力的频率与物体的固有频率相接。如果力的频率与物体的固有频率相接近，就会引起共振，甚至使物体损坏。这种涡街曾使潜水艇的潜望镜失近，就会引起共振，甚至使物体损坏。这种涡街曾使潜水艇的潜望镜失去观察能力，海峡大桥受到毁坏，锅

6、炉的空气预热器管箱发生振动和破去观察能力，海峡大桥受到毁坏，锅炉的空气预热器管箱发生振动和破裂。但是利用卡门涡街的这种周期的、交替变化的性质，可制成卡门涡裂。但是利用卡门涡街的这种周期的、交替变化的性质，可制成卡门涡街流量计，通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量。街流量计，通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量。卡门涡街（Krmn vortex street）卡门涡街是指流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、 交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋 共振英国渡桥电厂冷却塔 (1965)塔高122m, 钢筋混凝土结构1965年11月1日，英国渡桥电厂的8座冷却塔在8级

7、风中倒掉了3座1973年9月27日，英国Ardeer又在大风中倒掉了1座冷却塔。共振日本核试验引起的地震1415 冯卡门冯卡门1954年在年在空气动力学的发展空气动力学的发展一书中一书中写道塔科玛海峡大桥的毁坏，是由周期性漩涡的共振写道塔科玛海峡大桥的毁坏，是由周期性漩涡的共振引起的。设计的人想建造一个较便宜的结构，采用了引起的。设计的人想建造一个较便宜的结构，采用了平钣来替代桁架作为边墙。不幸，这些平钣引起了平钣来替代桁架作为边墙。不幸，这些平钣引起了涡涡旋的发放旋的发放，使桥身开始，使桥身开始扭转振动扭转振动。这一大桥的破坏现。这一大桥的破坏现象，是象，是振动与涡旋发生共振引起的振动与涡旋

8、发生共振引起的。Tacoma大桥主要是基于静强度理论设计，对于动力大桥主要是基于静强度理论设计，对于动力学特性没有充分考虑。学特性没有充分考虑。在工程设计中在工程设计中静力学设计静力学设计与与动动力学设计力学设计同等重要同等重要Tacoma大桥坍塌原因大桥坍塌原因163.噪声现象噪声现象 振动是噪声的主要来源，同时振动通过基振动是噪声的主要来源，同时振动通过基础传向各方，而从环境工程的角度讲础传向各方，而从环境工程的角度讲振动污染振动污染是指对人体及生物带来有害的影响。是指对人体及生物带来有害的影响。17振动噪声对人体危害振动噪声对人体危害181. 晕动病晕动病 晕动病，是晕车、晕船、晕机等的

9、总称。它是晕动病，是晕车、晕船、晕机等的总称。它是指乘坐交通工具时，人体指乘坐交通工具时，人体内耳前庭平衡感受器内耳前庭平衡感受器受到过度运动刺激，前庭器官产生过量生物电，受到过度运动刺激，前庭器官产生过量生物电，影响神经中枢而出现的出冷汗、恶心、呕吐、影响神经中枢而出现的出冷汗、恶心、呕吐、头晕等症状群。头晕等症状群。 192. 振动病振动病 长期接触强烈振动长期接触强烈振动 ，可引起一种手部血，可引起一种手部血管痉挛、骨关节改变和神经末梢感觉障碍为管痉挛、骨关节改变和神经末梢感觉障碍为突出特征的疾病，称为振动病，也成突出特征的疾病，称为振动病，也成振动性振动性白指白指或或职业性雷诺现象职业

10、性雷诺现象。 主要表现：夜间手剧痛，振动觉、温热主要表现：夜间手剧痛，振动觉、温热觉、痛觉障碍，手指呈节段性苍白或白斑样觉、痛觉障碍，手指呈节段性苍白或白斑样分布。患者感觉手指麻木、僵硬，有蚁行感。分布。患者感觉手指麻木、僵硬，有蚁行感。203.司机司机：受振动危害的职业之一：受振动危害的职业之一 司机是长期工作在振动环境司机是长期工作在振动环境 的人，据日本对的人，据日本对370名拖拉机司机的的调查，发现骨关节、胸部名拖拉机司机的的调查，发现骨关节、胸部和腰椎发生病变的比例分别为和腰椎发生病变的比例分别为71、52和和8。腰椎和胸部同时发生病变比例达到腰椎和胸部同时发生病变比例达到40，工作

11、，工作10年以上人病变比例达到年以上人病变比例达到80。216. 次声次声(频率为频率为0.000 1 Hz20 Hz的声波的声波)1890年，一艘名叫年，一艘名叫“马尔波罗号马尔波罗号”帆船在从帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西都原封未动，完好如初。船的是，船上的东西都原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员，也都已多年的船员，也都“各在其位各在其位”，保持着当，保持着当

12、年在岗时的年在岗时的“姿势姿势”。22原原 因因马六甲海峡惨案，是因为货船在驶近该海峡马六甲海峡惨案，是因为货船在驶近该海峡时，恰遇海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，时，恰遇海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人的心脏及其它内产生了次声波。次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。使死亡。 汽车振动噪声汽车振动噪声23 因为位移过大可能引起结构各部件之间的相互干涉，因为位移过大可能引起结构各部件之间的相互干涉，比如汽车的轮轴与大梁因为振动而频繁碰撞，造成大梁比如汽车的轮轴与大梁因为振动而频繁碰撞，造成大梁过早损害，并

13、危及行车安全。过早损害，并危及行车安全。 汽车在运行过程中各总称部件都要产生噪声为了研汽车在运行过程中各总称部件都要产生噪声为了研究上的方便，常将汽车噪声按其产生的原因进行分类，究上的方便，常将汽车噪声按其产生的原因进行分类，即即燃烧噪声、燃烧噪声、机械噪声、机械噪声、气流噪声气流噪声(发动机的进、排气发动机的进、排气) 5.振动与噪声的控制方法振动与噪声的控制方法241、消振（声）、消振（声）2、隔振（声）、隔振（声）3、结构改进、结构改进 25噪声的控制依据：噪声的控制依据：声源振动产生声音声源振动产生声音空气等介质的传播空气等介质的传播耳膜的振动耳膜的振动26噪声的控制噪声的控制减少噪声

14、的主要途径有：减少噪声的主要途径有：控制噪声声源控制噪声声源阻断噪声传播阻断噪声传播在人耳处减弱噪声在人耳处减弱噪声改变、减少或停止声源振动改变、减少或停止声源振动隔声、吸声和消声隔声、吸声和消声戴护耳器，如耳塞、耳罩、头盔等戴护耳器，如耳塞、耳罩、头盔等消声器消声器27消声门消声门28消声室消声室29汽车性能测试汽车性能测试30医学测试医学测试31用途：用途：(工业工业)控制室、设备间、精密仪器检测、测试控制室、设备间、精密仪器检测、测试 (民用民用)医学检查、科学研究、音乐练习、听力测试医学检查、科学研究、音乐练习、听力测试某电子厂隔声测试房某电子厂隔声测试房 惠而浦公司在线噪声测试房惠而

15、浦公司在线噪声测试房 隔声房隔声房 虽然各个不同领域中的现象虽然各具特色，但往往有着虽然各个不同领域中的现象虽然各具特色，但往往有着相似的数学力学描述。正是在这个共性基础上，有可能建立相似的数学力学描述。正是在这个共性基础上，有可能建立某种统一的理论来处理各种振动问题。某种统一的理论来处理各种振动问题。 借助数学、物理、实验和计算技术，探讨各种振动现象，借助数学、物理、实验和计算技术，探讨各种振动现象，阐明振动的基本规律，以便克服振动的消极因素，利用其积阐明振动的基本规律，以便克服振动的消极因素，利用其积极因素，为合理解决各种振动问题提供理论依据极因素，为合理解决各种振动问题提供理论依据。学习

16、振动理论的目的之一：学习振动理论的目的之一：动态分析和设计的需要动态分析和设计的需要掌握振动的基本理论和分析方法，用以确定和限制振动对掌握振动的基本理论和分析方法，用以确定和限制振动对工程结构和机械产品的性能、寿命和安全的有害影响。工程结构和机械产品的性能、寿命和安全的有害影响。 现代汽车的技术发展方向主要包括：安全、环保、信息化、低成本和舒适现代汽车的技术发展方向主要包括：安全、环保、信息化、低成本和舒适性。其中，舒适性的提高主要依赖性。其中，舒适性的提高主要依赖NVH技术的发展和支持。技术的发展和支持。“NVHNVH是汽车工业角逐的新战场，它向消费者有力地证明是汽车工业角逐的新战场，它向消费者有力地证明了产品的质量。了产品的质量。” 3841 振动与噪声控制研究领域振动与噪声控制研究领域振动基础振动基础信号处理信号处理软件软件软件软件6 参考书目参考书目487 课程安排课程安排49教学内容教学内容50考核方法考核方法 考核方法：采用考勤、平时考核和期末测验结考核方法：采用考勤、平时考核和期末测验结合的方法进行。合的方法进行。 期末考试采用期末考试采用闭卷闭卷方式，期末考试成绩与平时方式，期末考试成绩与平时成绩在总成绩中的比重为成绩在总成绩中的比重为7:37:3。