噪聲源振動與控制-米迦-隔音裝修

日期:2018-10-11 15:59 | 人氣:1818

噪聲源振動與控制-米迦.隔音裝修

實踐中許多常見噪聲源與振動表面相關,除了氣動噪聲源以外,振動控制是常見噪聲源控制方案的重要組成部分。振動是物體或表面在一個平均位置附近的振蕩運動,從某種程度上說它發生在所有的工業機械中。振動可以從加速度、速度、位移、表面應力或表面應變幅度、相關頻率的角度來描述。在一個特定結構中,振動和相對相位通常隨著位置變化。雖然高強度的振動有時是有用的,但是通常不希望有振動,因為它通常導致過量噪聲、機械磨損、結構疲勞以及可能得失效。

任何結構都可以振動,并且一般發生在有機械激勵或聲學激勵時(如嘈雜機器的聲場)。任何振動結構都有振動的主要模態,并且每個振動模態都在其共振頻率處最強烈地響應。一個模態可由一個特定的響應幅度的空間分布來描述,具有節點和波腹。節點為一系列的零點或最小響應,穿過改點有相對于參考相位從同相到反相的相位突變。波腹為兩個節點之間的最大響應區域

如果一個作用力場在空間分布及頻率上與一個結構模態一致,它會強烈的激發改模態。當該力場與結構的模態響應匹配時,響應會更強烈。當在共振頻率處激勵時,結構模態響應只受到模態阻尼的限制。除共振頻率外的其他頻率處激發結構模態。為避免過量振動以及相關問題,在任何機械系統中確保激勵頻率與結構共振頻率不一致時很重要的。

利用現有分析方法(工具)見米迦隔音其它文檔,通??稍谠O計階段預測一個機器的動力特性以及可能得振動問題。然而,振動問題確實經常出現在新的和舊的設備中,此時振動控制變成了一個補救工作,而不是更經濟的設計工作。

出于噪聲控制的主要目的,這里列出振動控制的5種不同形式。這些方法將在下文中描述,可單獨或聯合使用它們。

振動控制的第1種形式是修改振動產生的機制。這可通過在設計階段選擇能最大限度減小覺克(加速度變化率)或力的時間變化率的過程而有效地實現。在沖床中,這可通過減少壓力機機身中的張力峰值并且在更長一段時間內釋放張力而實現,如令沖頭在一個略傾斜于模面的表面上慢慢向前移動。實踐中另一種實現方法是:設計工具在盡可能長的一段時間內將負載施加于正在處理的部分上,同時使最大負載最小化。這類控制要視情況而定,并不適合于推廣;然而,它通常是最有效的方法,并且經常導致一個機制上更優的過程。

振動控制的第2種形式是修改結構的動力特性(或機械輸入阻抗),以降低其對輸入能量響應能力,因此從本質上抑制了由聲源到噪聲輻射結構的振動能量的傳播。這可通過改變結構的剛度或質量或者通過使用吸振器而實現。另外,可修改輻射表面使得噪聲向周圍的輻射最小化。有時這可通過選著一個開放式結構而實現,如用一個穿孔表面代替一個實體表面。

振動控制的第3種形式是通過緩沖接頭或活動架的方式將振動源與噪聲輻射結構隔離開。

振動控制的第4種形式是通過振動衰減的方式使振動能量耗散,即將機械能轉換為熱能。這個通過某種阻尼材料來實現。

振動控制的第5種形式是有源控制,可用來修改 結構的動力特性或提高隔振的有效性。

正如已經提到的,第1種方法將不深入討論,而第5種方法將另做討論,其余3種方法,隔離、衰減和改變機械輸入阻抗,在下面將以噪聲控制為重點來討論。


隔振是解決振動噪聲源!


考慮隔振的出發點是,從一個源到某個結構的結構傳播振動會輻射噪聲,事實上這種結構傳播與從振動源自身而來的直接輻射同等重要,也可能更重要。幾乎所有的弦樂器都為這一點提供了很好的例子。在任何情況下,振動弦是明顯的能量源,但是所有聽到的聲音確很少源于弦,弦是一個很差的輻射體;相反,聲音源自于作為輔助手段使用的共鳴板、腔體或電子系統,它們是非常有效地聲源輻射器。

當解決噪聲控制問題時,惱人的噪聲來源可能明顯,但是輻射噪聲的路徑可能是不清楚的,事實上,確定傳播路徑可能是所需解決的主要問題。不幸的是,并不能給出采取簡單步驟來完成這個任務的一般性規范。另外,如果所考慮的是一個嘈雜機器的隔聲罩的話,那么機器與隔聲罩之間,機器與任何管道或其他與隔聲罩的機械連接之間、隔聲罩與通過它的任何突出物之間額良好隔振被認為是理所當然的事。換句話說,結構傳播振動可使最好的隔聲罩無效。因此,為達到噪聲控制目的,控制所有可能的振動結構路徑以及空氣傳播路徑是很重要的。

振動或力從一個結構到另一個結構的傳播可通過在兩個結構之間插入一個相對柔性的隔離元件來減小,這就是所謂的隔振。當合理設計時,被驅動結構的振動幅度很大程度上由它的慣性控制。一個重要的設計依據是隔振底座上的被隔離結構的共振頻率。在這個頻率處,隔離元件將顯著增大結構及其底座之間的力傳遞。只有頻率大于1.4倍的共振頻率時,力傳遞才會降低。因此,必須將共振頻率設計在遠低于所需隔離的頻率范圍以下。此外,出于在共振頻率處減小振動響應的目的,為振動系統增加的阻尼會降低隔振的效果,使系統在更高頻率處才能達到同樣的隔振性能。

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