噪声与振动控制汽车试验与故障诊断汽车试验与故障诊断.pdf

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1、 噪声与振动控制 参考答案及评分标准 考查科目：噪声与振动控制 适用对象：安全工程 一、填空（每空 1 分，共 15 分）：1 噪声按照其产生机理可分为机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声三类，电锯切割木料时 产生的噪声属于机械噪声，高速喷射气流产生的噪声为 空气动力 噪声。2.依据有关标准，听力损失达到 25 dBA 时可认定为耳聋。调查统计表明人可以长期工作 在 80 dBA 的环境中不出现耳聋；人在 120 dBA 的噪声环境中会出现耳痛。3.纵波声音是靠介质中的拉压应力进行传播的；横波声音是靠介质中的剪应力进行传播的。根据气体及固体的力学特性，空气中传播的声音只能是 纵 波；而 横 波只能

2、在 固体介质中传播。4.我国作业场所日噪声暴露标准要求 8 小时等效连续 A 声级不超过 85 dBA；如果在 91 dBA 的噪声环境中工作，每天不得超过 2 小时；超过 115 dBA 时短时间暴露也不允许，必须采用个体防护措施。5.某噪声作业场所实测工作日内等效连续 A 声级为 97dBA，该作业场所属于 级噪声 作业场所，其危害程度为 中 度。6.我国职业危害暴露限值规定，使用振动工具或工件进行作业，4 小时等能量频率计权振 动加速度不得超过 5m/s 2 。7 室内声场的混响半径为 3 米，工人工作位置距声源 2.5 米。现考虑用隔声屏或吸声法来 减少噪声对作业人员的危害。作为噪声控

3、制专家，对于上述两种控制措施，应选 择 隔声屏 降噪。8.作业场所噪声检测评价须采用 型以上的声级计，其固有误差范围为 1 dBA。二、概念定义解释（每个概念 2 分，共 10 分）：（1）声压 声音（声波）引起的介质中应力或压强的变化量。（2）响度级；某一频率的声音如果与 1000Hz 的声音比较听起来强弱相同，那么此时 1000Hz 声音的 声级就是与之进行比较声音的响度级，单位为“方”。（3）累计百分数声级 L 90：对某一段时间内的噪声进行监测，其中有 90%的时间超过的噪声声级称为 L 。90 （4）插入损失：声场中某一受声位置，放入隔声装置前后的声级差称为插入损失。（5）4 小时等

4、能量计权加速度；将一个工作日内超过或不足 4 小时的等能量计权加速度转化为相当于 4 小时的等能量 计权加速度，通过这样一个具有统一“日接振时间”（每天 4 小时）等能量（等效）计权加速度指标，或者说，通过一个“相对日暴露剂量（日接振量）”指标，来比较 或判断日振动暴露剂量水平。A(4)(ahw)eq(4)1 TV TV (a hw)eq ahw(t)2 dt T4 t 0 T4 三、简答题（共 15 分，每小题 5 分）1.斯蒂文斯响度与 A 计权声级都是考虑人耳朵听觉特性对噪声进行评价的主观指标，简要说明两个指标的不同点。答：（1）斯蒂文斯响度对噪声的修正是基于响度指数，同一频程，在不同声

5、级时的修正量是 不固定的（1 分）；A 计权声级对噪声的修正基于等响度曲线，每个频程都有一个固定 的修正量（1 分）；（2）叠加方法不同：斯蒂文斯考虑声级最大频程对其他频程的掩蔽作用（1 分），其对总响 度的贡献权重最大，其他频程权重较小，且叠加时采用代数和方式（1 分）；A 计权声 级不考虑最大声级的频程对其他频程的掩蔽作用，叠加采用声级加法（1 分）。2.抗性消声器又可分为扩张室式、共振式、干涉式，分别简要说明其消声原理；说明抗性消 声器的消声特性及适用范围。答：扩张室消声器是通过改变气流通道截面积增加噪声的发生概率来消除噪声（1 分）；共振式消声器利用内部多孔管道与外层管道形成的共振腔共

6、振来消声（1 分），干涉 式消声器使用旁路产生的反相相位差达到消声目的（1 分）。抗性消声器一般用于消 除中低频率噪声，消声频率范围较窄（1 分）。由于其相对阻力小，不拍油及水等污 染，因此适合发动机排气口一类空气脉动噪声（1 分）。3.简述多孔吸声材料的吸声特性、影响因素及影响效果。答：多孔吸声材料对中低频噪声具有较好的吸声作用，吸声频率范围宽（1 分）；主要影响因素为：密度、厚度以及空腔厚度（1 分）。总体而言，适中的密度是保证多孔吸声材料吸声特性前提，改变密度对吸声频率范围 的内的低频部分具有较大影响（1 分）；增加厚度（1 分）和空腔厚度会提高较低频噪声的吸声效果，对高频部分吸声吸声影

7、响较小。四、计算题(共 35 分)生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切割木料时产生的噪声属于机械噪声高速喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员

8、的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措 1.(15 分)测量车间某一工作岗位处的噪声，两台设备分别运行时测得的噪声频谱如下表。（1）计算两台设备同时运行时该工作岗位的噪声频谱；（2）计算两台设备同时运行时该工作岗位噪声的零计权声级 LZ（客观声级）：（3）计算两台设备同时运行时该工作岗位噪声的 A 计权声级 L A：（4）在同一坐标系中画两台设备单独运行及同时运行时的倍频程频谱图。中心频率 f 0（Hz）125 250 500 1k 2k 4k 设备 1 频谱 L1i（dB）85 80 65 90 70 60 设备 2 频谱 L2i（dB）75 90 85 90 75 80 解：（1）计算两

9、台机器同时开机合成噪声频谱 L1 10lg(10 0.1L11 100.1L21)10lg(10 0.1 85 10 0.1 75)85.4 dB 同理可计算获得合成噪声频谱：中心频率 f 0（Hz）125 250 500 1k2k 4k 合成频谱 L i（dB）85.4 90.4 85.093.076.280.0（本步骤 4 分：至少有一个频程有完整计算过程，其中公式 1 分，带入数据 1 分，结果包括单位 1 分，列出频谱 1 分）（2）两台机器同时开机工作岗位的零计权声级：LZ 10lg(100.1 Li)10lg(100.1 85.4 100.1 90.4 100.1 85.0 100

10、.1 93.0 100.1 76.2 100.1 80.0)i 95.9dB （本步骤 3 分：其中公式 1 分，带入数据 1 分，结果包括单位 1 分）（3）计算两台机器同时开机的 A 计权声级：对各个频程进行 A 计权修正：中心频率 f 0（Hz）125 250 500 1k 2k 4k 合成频谱 L i（dB）85.4 90.4 85.0 93.0 76.2 80.0 A 计权修正量（dB）-16.1-8.6-3.2 0+1.2+1.0 修正后声级 L Ai（dB）69.3 81.8 81.8 93.0 77.4 81.0 LA 10lg(100.1LAi )10lg(100.1 69.

11、3 100.1 81.8 100.1 81.8 100.1 93.0 100.1 77.4 100.1 81.0)i 93.9dBA （本步骤 4 分：A 计权修正 2 分，叠加计算 2 分）(4)倍频程频谱图：生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切割木料时产生的噪声属于机械噪声高速喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允

12、许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措 声级（dB）100 90 80 70 60 中心频率 125 250 500 1k 2k 4k（Hz）8k （本步骤 4 分：正确建立坐标 1 分，每个频谱 1 分）2.（10 分）某工人一天有 5 小时在噪声环境中工作，其余时间在非噪声环境中工作，其接触 噪声特点为分段稳定噪声。整个工作日噪声接触具体见下表：分段稳定声级（dBA）80 89 93 0 持续时间 3h 1h20

13、min 40min 3h （1）计算在噪声环境中工作的 5 小时内等效连续 A 声级；（2）该工作日内（按 8 小时计算）的等效连续 A 声级，并判断是否符合卫生标准。参考答案及评分标准：（1）5 小时等效连续 A 声级 LA 10lg(1 100.1L Ai i)T i 10lg 1(100.1 80 3 100.1 89 4 100.1 90 1 100.1 93 2 5 3 3 87.3 dBA （本步骤 5 分：公式 1 分、带入数据 3 分、计算结果及单位 1 分）（2）8 小时等效连续 A 声级：生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切割木料时产生的噪声属于机械噪声高速

14、喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措 LA 10lg(1 100.1L Ai i)T i 10lg 1(100.1

15、80 3 100.1 89 4 10 0.1 90 1 100.1 93 2 8 3 3 85.3 dBA 大于 85dBA 不符合我国职业卫生标准。（本步骤 5 分：公式 1 分、带入数据 1 分、计算结果及单位 1 分，卫生标准平静 2 分）3.（10 分）车间某工作岗位处的噪声频谱表明，噪声主要集中在中心频率为 2000Hz 的频程，其数值为 98dB。为了将工作岗位处该频程的噪声降至 80dB 以下，拟对声源做一个钢质 全封闭隔声罩，罩内全部衬以对 2000Hz 噪声吸声系数为 0.86 的吸声材料，计算所用钢 板的最小厚度。解：要求的插入损失为：IL=98-80=18dB(1 分)根

16、据插入损失计算公式：IL TL 10 lg 得：TL IL 10lg 18 lg 0.86 18.7dB(3 分)又根据 TL 20 lg mf 47.5 得所用钢板面密度：m 1(TL 47.5)1 1(18.7 47.5)1.02kg/m2 1 1020 10 20 （4 分）f 2000 所用钢板厚度：t m/Fe 1.02/7800 1.3 10 4 m 0.13mm（2 分）五、设计计算题（25 分）某车间长 40m、宽 20m、高 4m，噪声源在某一面墙 底边的中间位置，车间内与声源最 近的工作岗位距声源 5m。测得距离声源最近工作岗位的噪声倍频程频谱及现场考察获得的 车间平均吸声

17、系数如下表：中心频率(Hz)250 500 1k 2k 4k 各频带声级 (dB)84 72 75 69 77 平均吸声系数 0.04 0.06 0.06 0.08 0.04 （1）通过考察平均吸声系数最大的频程判断该车间是否适合采用吸声降噪法；（2）如果可以采用吸声降噪，拟通过只在屋顶铺满吸声材料将距声源最近工作岗位的 生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切割木料时产生的噪声属于机械噪声高速喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播

18、我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措 噪声降至 80dBA，通过设计计算选定吸声材料（不要求 进行选定材料后的最终降噪结 果核算）。该题要求：（1）通过列表的形式给出各个设计计算步骤结果；（2）对于不能根据上述表通过简单计算获得的数据结果，要单独附加具体计算过程，包括用文字说明计算的主题、采用的基本公式、

19、公式的变形及推导、带入数据过程及计算结果。不允许有没有文字交代、含义不明的字母、公式及计算过程。答案：（1）判断是否适用吸声降噪（共 6 分）房间的总面积：S=2（40 20 20 4 40 4）2080m2 平均吸声系数最大频程的房间常数：R 1 S 0.08 2080 180.9(m2)1 0.08 最大混响半径：rc 0.14 QR 0.14 4 180.9 3.77()m 工作岗位距声源 5m，在混响半径以外，可以采用吸声降噪方法。（本部分共 6 分，其中房间常数 2 分，混响半径 2 分，判断 2 分）（2）吸声设计计算 铺设吸声材料面积：S=800m2 项 目 1 2 3 4 5

20、说 明 250 500 1k 2k 4k 吸声前噪声频谱 84 72 75 69 77 实测 Li 各频程降噪要求 80 74 71 70 70 A 计权等贡献指标 Li 分解（4 分）各频程降噪量 4 4 7 Li Li（2 分）Li 吸声前各频程房间 0.04 0.06 0.06 0.08 0.04.题目给出数据 平均吸声系数 1i 吸声后各频程房间 0.10 0.15 0.20 100.1 LI 2i1i 平均吸声系数 2i （2 分）吸声材料各频程最 0.26 0.39 0.52 S ri 2i 低吸声系数要求 ri S顶 （2 分）生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切

21、割木料时产生的噪声属于机械噪声高速喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措 所选吸声材料各频 0.34 0.68 0.6

22、5 0.83 0.88 i ri 程吸声系数 ci（工业 查数据表（3 分）毛毡）1）吸声后各频程房间平均吸声系数要求 （本计算步骤 3 分）：由室内降噪量计算公式可得：2 i 1i 10 0.1 L I 21 11 100.1 L1 0.04 100.1 4 0.10 23 13 10 0.1 L 4 0.06 10 0.1 4 0.15 25 15 100.1 L5 0.04 100.1 7 0.20 2）吸声材料吸声系数要求 （本计算步骤 3 分）：r1 S 21 2080 0.10 0.26 S顶 800 r 3 S 23 2080 0.15 0.39 S顶 800 r 5 S 25

23、2080 0.20 0.52 S顶 800 生机理可分为机械噪声电磁噪声和空气动力噪声三类电锯切割木料时产生的噪声属于机械噪声高速喷射气流产生的噪声为空气动力噪声依据有关标准听力损失达到时可认定为耳聋调查统计表明人可以长期工作在的环境中不出现耳聋的根据气体及固体的力学特性空气中传播的声音能是纵波而横波能在固体介质中传播我国作业场所日噪声暴露标准要求小时等效连续声级不超过如果在的噪声环境中工作每天不得超过小时超过时短时间暴露也不允许必须采用个体防危害暴露限值规定使用振动工具或工件进行作业小时等能量频率计权振动加速度不得超过室内声场的混响半径为米工人工作位置距声源米现考虑用隔声屏或吸声法来减少噪声对作业人员的危害作为噪声控制专家对于上述两种控制措