噪声源振动与控制-米迦.隔音装修

实践中许多常见噪声源与振动表面相关，除了气动噪声源以外，振动控制是常见噪声源控制方案的重要组成部分。振动是物体或表面在一个平均位置附近的振荡运动，从某种程度上说它发生在所有的工业机械中。振动可以从加速度、速度、位移、表面应力或表面应变幅度、相关频率的角度来描述。在一个特定结构中，振动和相对相位通常随着位置变化。虽然高强度的振动有时是有用的，但是通常不希望有振动，因为它通常导致过量噪声、机械磨损、结构疲劳以及可能得失效。

任何结构都可以振动，并且一般发生在有机械激励或声学激励时（如嘈杂机器的声场）。任何振动结构都有振动的主要模态，并且每个振动模态都在其共振频率处最强烈地响应。一个模态可由一个特定的响应幅度的空间分布来描述，具有节点和波腹。节点为一系列的零点或最小响应，穿过改点有相对于参考相位从同相到反相的相位突变。波腹为两个节点之间的最大响应区域

如果一个作用力场在空间分布及频率上与一个结构模态一致，它会强烈的激发改模态。当该力场与结构的模态响应匹配时，响应会更强烈。当在共振频率处激励时，结构模态响应只受到模态阻尼的限制。除共振频率外的其他频率处激发结构模态。为避免过量振动以及相关问题，在任何机械系统中确保激励频率与结构共振频率不一致时很重要的。

利用现有分析方法（工具）见米迦隔音其它文档，通常可在设计阶段预测一个机器的动力特性以及可能得振动问题。然而，振动问题确实经常出现在新的和旧的设备中，此时振动控制变成了一个补救工作，而不是更经济的设计工作。

出于噪声控制的主要目的，这里列出振动控制的5种不同形式。这些方法将在下文中描述，可单独或联合使用它们。

振动控制的第1种形式是修改振动产生的机制。这可通过在设计阶段选择能最大限度减小觉克（加速度变化率）或力的时间变化率的过程而有效地实现。在冲床中，这可通过减少压力机机身中的张力峰值并且在更长一段时间内释放张力而实现，如令冲头在一个略倾斜于模面的表面上慢慢向前移动。实践中另一种实现方法是：设计工具在尽可能长的一段时间内将负载施加于正在处理的部分上，同时使最大负载最小化。这类控制要视情况而定，并不适合于推广；然而，它通常是最有效的方法，并且经常导致一个机制上更优的过程。

振动控制的第2种形式是修改结构的动力特性（或机械输入阻抗），以降低其对输入能量响应能力，因此从本质上抑制了由声源到噪声辐射结构的振动能量的传播。这可通过改变结构的刚度或质量或者通过使用吸振器而实现。另外，可修改辐射表面使得噪声向周围的辐射最小化。有时这可通过选着一个开放式结构而实现，如用一个穿孔表面代替一个实体表面。

振动控制的第3种形式是通过缓冲接头或活动架的方式将振动源与噪声辐射结构隔离开。

振动控制的第4种形式是通过振动衰减的方式使振动能量耗散，即将机械能转换为热能。这个通过某种阻尼材料来实现。

振动控制的第5种形式是有源控制，可用来修改 结构的动力特性或提高隔振的有效性。

正如已经提到的，第1种方法将不深入讨论，而第5种方法将另做讨论，其余3种方法，隔离、衰减和改变机械输入阻抗，在下面将以噪声控制为重点来讨论。

隔振是解决振动噪声源！

考虑隔振的出发点是，从一个源到某个结构的结构传播振动会辐射噪声，事实上这种结构传播与从振动源自身而来的直接辐射同等重要，也可能更重要。几乎所有的弦乐器都为这一点提供了很好的例子。在任何情况下，振动弦是明显的能量源，但是所有听到的声音确很少源于弦，弦是一个很差的辐射体；相反，声音源自于作为辅助手段使用的共鸣板、腔体或电子系统，它们是非常有效地声源辐射器。

当解决噪声控制问题时，恼人的噪声来源可能明显，但是辐射噪声的路径可能是不清楚的，事实上，确定传播路径可能是所需解决的主要问题。不幸的是，并不能给出采取简单步骤来完成这个任务的一般性规范。另外，如果所考虑的是一个嘈杂机器的隔声罩的话，那么机器与隔声罩之间，机器与任何管道或其他与隔声罩的机械连接之间、隔声罩与通过它的任何突出物之间额良好隔振被认为是理所当然的事。换句话说，结构传播振动可使最好的隔声罩无效。因此，为达到噪声控制目的，控制所有可能的振动结构路径以及空气传播路径是很重要的。

振动或力从一个结构到另一个结构的传播可通过在两个结构之间插入一个相对柔性的隔离元件来减小，这就是所谓的隔振。当合理设计时，被驱动结构的振动幅度很大程度上由它的惯性控制。一个重要的设计依据是隔振底座上的被隔离结构的共振频率。在这个频率处，隔离元件将显著增大结构及其底座之间的力传递。只有频率大于1.4倍的共振频率时，力传递才会降低。因此，必须将共振频率设计在远低于所需隔离的频率范围以下。此外，出于在共振频率处减小振动响应的目的，为振动系统增加的阻尼会降低隔振的效果，使系统在更高频率处才能达到同样的隔振性能。

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