精编人机工效学噪声及振动环境 .ppt
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1、过乘乎欲猎哨沛渗质佛昔漂颓份伞办贷踢络珐脆甭东放杉庞六趁柳甜谈际人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第六章第六章 噪声及振动环境噪声及振动环境陨控社轩歪稿逻旺疥骚晓伸咋仕形违萤鹰瓷岩雾启臣嚷悦耙瑞击献守趁蹈人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量一、声音的基本概念一、声音的基本概念n频率、波长、声速频率、波长、声速二、声音的物理度量二、声音的物理度量n声压、声压级、声压级合成法则、频谱分析声压、声压级、声压级合成法则、频谱分析三、人耳对声音的主观感觉三、人耳对声音的主观感觉n声音的响度级与响度声音的响度级与响度、计权、计权声级声级、等效
2、连续、等效连续声级、统计声级声级、统计声级蔫傀脱监哀滦爸陆翻涉苔片绩兽地舟溪崖鬼海候取草囤么鼠蜕檬泛诉疫派人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n一、声音的基本概念一、声音的基本概念n物体的振动产生声音,振动发声的物体被称为声源。n声振动、纯音、复合音、乐音、噪声 n声音的形成是由振动的发生与传播这两个环节组成。寨雅相痒摘见羚剔量攀路粒消涸戏聊私柱练贫奴菩趴氓摇惰砚厢添琼兰点人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量三个重要的物理量个重要的物理量n声音的频率n声音的波长n声音传播的速度 戍涵祥赋途恿束猛
3、么书翅掐暮杠疏懈竹邑猜邯消把鲜瓣极酱让甥炕刃抛琵人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n频 率n声源每秒钟振动的次数称为频率,以f表示,单位为赫兹(Hz)。n在声频范围内,声波的频率愈高,声音显得愈尖锐;反之,显得低沉。霓快出拉罩赚摔法菏加临少刽搁丸频溃爱泊糖顺亥啃宦秤邯骸捧伴瞥梯坎人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n波长和声速波长和声速n声波在一个波动的周期内传播的距离称为波长,记作,单位为m。n声波在媒介中传播的速度称为声速,用c表示,单位为m/s。拌梯哎哎王逊截稿邱顺奶制毛导尚苔楔避陷饯糯
4、韭督迫骑丘植嗽芯饿凿蓝人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n n式中,为波长(m);c 为声速(ms);f 为频率(HZ)。频率、波长和声速之间的关系 逢粮曝整霓始迟共沏挽则弛老淹蒙错协杜揖饮榆浇呐麓滁敬仲伎祟姚翁茅人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境二、声音的物理度量二、声音的物理度量(一)声压、声压级(一)声压、声压级n声波在空气传播过程中,引起空气质点振动导致空气压强变化叫声压声压。n声压是表示声音强弱的物理量,用P表示,单位是帕(Pa)。篷名琉挤殃曰烹尝臂垦出殉酗摔马干斗无酉味色砍踏萧惋碍阐败敖地痘息人机工效学噪声及振动环境
5、人机工效学噪声及振动环境二、声音的物理度量二、声音的物理度量n声声 压压 级级n通常用对数值来度量声压,称为声压级。声压级。声压级是声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20,用符号Lp表示,单位是分贝(dB)。峭醇笔丛冶饮泡藐膘价效境腑韶讲裁铰榷孕壹烫货肠茨新帕织秆戴掺幸高人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境二、声音的物理度量二、声音的物理度量n n式中,为声压级(dB);P 为声压(Pa);P0为基准声压(P0=210-5 Pa)。(二)声压级表达式(二)声压级表达式镐卡束矿靠闻疾歇促涵记篱搓选党徊溪坡挡臣可白蔚檬侦湍摆峨悔煮趁痛人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环
6、境表表6-16-1 各种环境的声压和声压级各种环境的声压和声压级声压声压N/mN/m2 2声压声压级级/dB/dB环境举例环境举例声压声压N/mN/m2 2声压级声压级/dB/dB环境举例环境举例630630200200636320206.36.32.02.00.630.630.200.2015015014014013013012012011011010010090908080火箭发射火箭发射喷气式飞机附近喷气式飞机附近开坯锻锤,铆钉枪开坯锻锤,铆钉枪大型球磨机大型球磨机大型鼓风机附近大型鼓风机附近纺织车间纺织车间汽车喇叭声汽车喇叭声公共汽车上公共汽车上0.0630.0630.0200.020
7、0.00630.00630.00200.00200.000630.000630.000200.000200.0000630.0000630.0000200.00002070706060505040403030202010100 0繁华大街上繁华大街上普通说话普通说话微型电机工作时微型电机工作时安静房间内安静房间内轻声谈话轻声谈话树叶落下的沙沙声树叶落下的沙沙声乡村安静夜晚乡村安静夜晚刚刚能听到的声音刚刚能听到的声音棚淖饼麓邯台汛败胳傲绿景永乖绷矿矩芯融睫芽焕羹牡乍弱裹专昧算析饿人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境二、声音的物理度量二、声音的物理度量n声压级合成法则声压级合成法则n在
8、实际噪声环境中,往往有多个声源同时存在,几个不同的声源同时作用在声场中同一点上,它们产生的总声压可以通过能量合成的原则能量合成的原则进行计算。承劝惫以眨岳咸窗惫晓射坎氮逮咙贸痕县柳皆谩砾贵洼婿矣痛蹦瓷傍凋贷人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境二、声音的物理度量二、声音的物理度量n若在某点分别测得几个声源的声压为P1,P2,Pn,该点总声压Pt 满足 n(i=1,2,n)配舶恃酮愿密妓展就芬殆娄侨谩郧累邮酪兄纸剁认膛厕描七素沿孩聘卞费人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境总声压级 (i=1,2,n)羊悟鼻码捏久禁酱绢寞焰占软弘揍皇篇娠沙权婚俄雇杭嗣哟福霜账悍颠详人机工效学噪
9、声及振动环境人机工效学噪声及振动环境求总声压级的公式推导n根据声压合成法则有n背景声压级计算如下泅卸夹漂干姚乾箔琵窜学赣烙圆漳哲茁缚圣直绣诅钝彭拉税虐忠坦嘘悄葛人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(三)频谱分析 n什么是频谱?什么是频谱?各各种种声声源源发发出出的的声声音音大大多多是是由由许许多多不不同同强强度度,不不同同频频率率的的声声音音复复合合而而成成。具具有有不不同同频频率率(或或频频段段)成成分分的的声声波波具具有有不不同同的的能能量量,这这种种频频率率成成分分与与能能量量分布的关系称为声的频谱。分布的关系称为声的频谱。n什么是频谱分析?什么是频谱分析?将将声声源源发发出
10、出的的声声音音强强度度按按频频率率顺顺序序展展开开,使使其其成成为为频率的函数,并考察变化规律频率的函数,并考察变化规律,称为频谱分析。,称为频谱分析。枚炒藻滦谤血橙倦癌响岁稠棱汕钩侨漠基趴脏什囤金粱印涡惹朵倒洗处喉人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境什么是频程?什么是频程?为为了了便便于于实实际际测测量量和和分分析析,人人为为地地把把声声频频范范围围划划分分为为几几个个小小的的频频段段,在在每每一一个个频频段段中中,上上限限频频率率与与下下限限频频率率之之间间的的距距离离称称为为频频程程,它它以以上上限限频频率率和和下下限限频频率率之之比比的的对对数表示,此对数通常以数表示,此对
11、数通常以2 2为底。为底。(三)频谱分析甜透棱壁铝沫罚阵孝赛臀赡蠕压暂憎睹让夯卸薄刘吗允宽渔怀范噶舍诣隧人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(三)频谱分析n 或或 n式中式中 为倍频程数。为倍频程数。n 为上限频率,为上限频率,为下限频率为下限频率 n几何中心频率几何中心频率弊却人著凝腕筐磅磺部瘤侗臻惨沟福隧疟燃邢秧婴一朗钎青记维朗吼渴袒人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境表表6-36-3 倍频程的频率范围倍频程的频率范围中心频中心频率率/Hz/Hz31.531.56363125125250250500500频率范频率范围围/Hz/Hz22.522.5454545459
12、0909090180180180180354354354354707707中心频中心频率率/Hz/Hz100010002000200040004000800080001600016000频率范频率范围围/Hz/Hz70770714141414141414142828282828282828565656565656565611212112121121211212 2242422424临猪雷扔概珍插臻信要伟牲菲调涩炕价榴药表嘎碰和断礼犹迂不筑伞玲缨人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(三)频谱分析n频谱图频谱图n各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱图 n以频率为横坐标频率为横坐标,以
13、声压级声压级(或声功率级或声功率级)为纵坐标为纵坐标进行绘图,如图所示。厩蛆瓷贯帆敌赏弥毫亩璃歇渍匣赔期岳锅合短唯枷晦尺洗昼扭考俏钟甥滴人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境叛羌乖艰伐侣慰欣铆美晚掺柱介袍鸯诊骤察练映葡皮殴授毕马弯骡郊酚钢人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境三、人耳对声音的主观感觉三、人耳对声音的主观感觉 n声音的响度级与响度 n计权声级 n等效连续声级 n统计声级 皋厉晶衡谈猎褐槛扩带抢浆撤寄庐甭座击熔淤玖洗境麦咳营阑罪冀循误拐人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(一)声音的响度级与响度 n响度级响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量,用
14、LN表示,单位为方(phon)n响度级(方值)就等于与该声音同样响度的1000赫兹纯音的声压级赫兹纯音的声压级。辅乒慌缄感品女熙紊驻葫浙啄染乡淹捶盎纱渠传憎惕景砒究映还雕乎晓咨人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境等响度曲线 湿导低褐选辕雹胺笔悟垦泅真店蔗腑凳官搔报熟敏寒脯绚伊斧朝牡狡酵莎人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境声音的响度 n声音的响度响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量,它与人对声音响亮程度的主观主观感觉成正比感觉成正比.n响度与响度级的关系式为 想百纹赛泪纷扁呻蘑挣疡寓惊橙疼统独澄篡舅馏沼韵错窃涌佩鉴印灌疾宏人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环
15、境总 响 度 n式中,Nt为总响度指数(宋);Nm为各频带中响度指数最大者;Nt为所有频带的响度指数之和;F为倍频程选择系数。对倍频程,F=0.3;对1/3倍频程,F=0.15。政棱券术饰蔓悦瞅坠寻腿适隘乾酷捣券趋橙溉育师郝把悦耍惊币禁怂圃狞人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(二)计 权 声 级 n声级声级n通过计权网络测得的声压级称为计权声级,简通过计权网络测得的声压级称为计权声级,简称声级。称声级。为为使使噪噪声声测测量量结结果果与与人人对对噪噪声声的的主主观观感感觉觉量量一一致致,通通常常在在声声学学测测量量仪仪器器中中,引引入入一一种种模模拟拟人人耳耳听听觉觉在在不不同同
16、频频率率上上的的不不同同感感受受特特性性的的计计权权网网络络,对对被被测测噪噪声声进进行行测测量量。通通过过计计权权网网络络测测得得的的声声压压级级称称为为计计权权声声级级,简简称称声声级级。它它是是在在人人耳耳可可听范围内按特定频率计权而合成的声压级。听范围内按特定频率计权而合成的声压级。蕉介媳握睬昏钨忿胆涪撰友处黔丸铱骡挞胺湾黔柱谢乡韦晃较椎斤叔容薪人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境n频率计权电网络频率计权电网络在声学测量仪器中,通常根据等响度曲线,设置一定的频率计在声学测量仪器中,通常根据等响度曲线,设置一定的频率计权电网络,使接收的声音按不同程度进行频率权电网络,使接收的
17、声音按不同程度进行频率滤波滤波,以模拟人,以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和和C 三种计权网络,三种计权网络,其中其中 A 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响应,当信号通过时,方纯音的响应,当信号通过时,其低频段(其低频段(500Hz 以下)的声音有较大的衰减;以下)的声音有较大的衰减;B 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响应,它使接收、通过方纯音的响应,它使接收、通过的低频声音有一定的衰减;的低频声音有一定的衰减;C 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对100 方纯音的响应,在整个可听频方纯音的响应,在整个可
18、听频率范围内有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通过。率范围内有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通过。(二)计 权 声 级逝瞻歇上怜雪杏濒嫩怯官铰伸狡耀恩雨芳拖敛杭荆烘诲叁戎龄肠沧泞胃删人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境A A、B B、C C声级声级不同计权网络测量的结果,分别标以不同计权网络测量的结果,分别标以dB(A)、)、dB(B)或)或dB(C),称为),称为A 声级、声级、B声级和声级和C声声级。级。原来规定原来规定70dB以下用以下用A声级计,声级计,7090 dB用用B声声级计,级计,90 dB以上用以上用C声级计。后来研究表明,无声级计。后来研究表明
19、,无论声强多大,论声强多大,A声级都能较好地反映人耳的响应特声级都能较好地反映人耳的响应特征征,所以,如无特殊说明,基本都用,所以,如无特殊说明,基本都用A声级表示噪声级表示噪声评价指标。表声评价指标。表6-4 为几种常见声源的为几种常见声源的A 声级。声级。(二)计 权 声 级蚌发捐盯菲胡菇初馁务淖帽态巩秩粒圣懊呕框沿喀颅戌密寞藐腥痢级蘑遍人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境A A声级声级/dB/dB声声 源源20203030404060606060707080809090100100110110轻声耳语轻声耳语普通办公室内普通办公室内普通交谈声,小型空调机普通交谈声,小型空调机
20、大声交谈,收音机,较吵的街道大声交谈,收音机,较吵的街道空压机站,泵房,嘈杂的街道空压机站,泵房,嘈杂的街道 织布机,电锯,砂轮机,大鼓风机织布机,电锯,砂轮机,大鼓风机表表6-46-4 几种常见声源的几种常见声源的A A声级声级稗郎户凿茎云射啼馆年滚垮瓢域拢垦绿于叉噶织答诉矢击详藩雪亨荧罚嚎人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(三)等效连续声级(三)等效连续声级 n等效连续声级是指某一段时间内的A声级声级能量平均值能量平均值,简称等效声级或平均声级,用符号Leq表示,单位是dB(A)式中,LPA(t)为瞬间A声级(dB(A));T为总测量时间(s)。弃沪颖肾轿鲤耳田伙锯履坐滔瞬恰
21、代嫁狂奏邑颗雕抄才殿麻滑驯纸九盟嚼人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境(四)统计声级 n统计声级的物理定义为统计声级的物理定义为达到或大于某一达到或大于某一声级的概率声级的概率,用符号,用符号Ls表示表示 n噪声的统计特征符合正态分布,则噪声的统计特征符合正态分布,则 咎判起颜珠户腑灾兰茬屏瞬写逾就躇岔泌戎谢尊行验诛狸执雷息狭寺之肺人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境第二节第二节 噪声及其对人的影响噪声及其对人的影响n一、噪声及其来源一、噪声及其来源 n工业噪声工业噪声,主要包括空气动力噪声、机,主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声械噪声和电磁噪声 n交通噪声交通噪
22、声,主要指的是机动车辆、火车、,主要指的是机动车辆、火车、飞机和船舶噪声。飞机和船舶噪声。寺扒杉竹麻无虐荆害蛔孽盼蓖懈姨今丝淹斡帆蝎蛙协蜜总呆役株幸勘落住人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境一、噪声及其来源一、噪声及其来源n建筑施工噪声建筑施工噪声,声音强度很高又属于露,声音强度很高又属于露天作业,因此污染也十分严重天作业,因此污染也十分严重n社会噪声社会噪声,主要指社会活动和家庭生活,主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声所引起的噪声 瘤值紧恒颖吻饿术撞撼舅哀渐史丁瑟翠个陡华榔班抑弱椅泛陵数贼壹福企人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境二、噪声对听力的影响二、噪声对听力的
23、影响 n噪声对人们正常生活的影响主要噪声对人们正常生活的影响主要表现表现:精力难:精力难以集中;情绪焦躁不安,不愉快感,睡眠质量;以集中;情绪焦躁不安,不愉快感,睡眠质量;妨碍语言交流。妨碍语言交流。n持续性的强烈噪声使人的持续性的强烈噪声使人的听力受到损害听力受到损害。n对对200Hz、1000Hz、2000Hz三个频率平均三个频率平均听力损失超过听力损失超过25dB,称为,称为噪声性耳聋噪声性耳聋。n8h噪声暴露的听力保护标准为等效连续声级噪声暴露的听力保护标准为等效连续声级8590dB(A)。时间减半,提高。时间减半,提高3dB(A)。n噪声性耳聋与噪声的噪声性耳聋与噪声的强度强度、噪声
24、的、噪声的频率频率及接触及接触的的时间时间有关。有关。胚皇惕玩园消量戈灵窟忻世驳坠傀幽循党槐藩问竞走抛拴宜属脖苞鞠嗡诀人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境三、噪声对其他生理机能的影响三、噪声对其他生理机能的影响 n对对神经系统神经系统的影响的影响 大脑皮层兴奋和抑制平衡失调,导致条件反射大脑皮层兴奋和抑制平衡失调,导致条件反射异常,引起各种神经系统疾病,如头痛、耳鸣、异常,引起各种神经系统疾病,如头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力衰退等症状。多梦、失眠、心慌、记忆力衰退等症状。n对对内分泌和心血管系统内分泌和心血管系统的影响的影响 甲状腺机能亢进,肾上腺皮质功能增强等症状。甲状腺
25、机能亢进,肾上腺皮质功能增强等症状。不平衡噪声引起前庭反应、呕吐;心跳加速、不平衡噪声引起前庭反应、呕吐;心跳加速、心律不齐、心电图改变、高血压、末梢血管收心律不齐、心电图改变、高血压、末梢血管收缩、供血减少等。缩、供血减少等。蝗淳发母腔阅澳矫嗜冉瞪旺阐防锈浇呈子嵌窟勤夷总钝取辛薛像吮苟斜馏人机工效学噪声及振动环境人机工效学噪声及振动环境n对对消化系统消化系统的影响的影响n肠胃功能阻滞、消化液分泌异常、胃酸肠胃功能阻滞、消化液分泌异常、胃酸度降低、胃收缩减退。造成消化不良、度降低、胃收缩减退。造成消化不良、食欲不振、胃功能紊乱等症状。肾病和食欲不振、胃功能紊乱等症状。肾病和胃溃疡发病率增高。胃
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