機械振動和噪聲培訓-資料下載頁

　　

【正文】 （ ） 0dVV?????000()pp ? ? ????（ ） 式 （ ） 中的 ρ是靜態密度 ρ0加上聲波引起的密度增量 ，即 ??0? ? ? ???（ ） 則有 ??? ??00pp（ ） 式 （ ） 反映了聲壓與密度之間的關系，稱為物態方程。 1. 三個基本方程 ——連續性方程 連續性方程 實際上就是質量守恒定律 ， 即媒介中單位時間內流入體積元的質量與流出該體積元的質量之差應等于體積元內質量的增加或減少 。 基本假設 ， 空氣介質不存在粘滯性 ， 即聲波傳播時沒有能量損耗 。 設在介質中取一微小體積，如圖 ，微小體積的三個邊分別為 dx、 dy、 dz，若介質是連續的，則單位時間內流入該體積元的質量與流出該體積元的質量之差應等于體積元內質量的變化。 xyzdxdydz ddvxz?ddw y x?ddu y z?dddvvyxzy? ?????????d d dww z x yz? ?????????ddd zuuxyx??????????圖 流出、流入微小體積的質量 1. 三個基本方程 ——連續性方程 以 x方向的流動 為例 設沿 x方向的 質點速度 為 u 則在聲波運動時單位時間 從左側面進入該體積的質量是 zyu dd? 在同一單位時間內 從右側面流出的質量 為 ? ?d d duu x y zx?? ????????? 兩者相減后的 單位時間內流入該體積的靜質量 為 ? ?zyxxu ddd??? ? 在單位時間內流入的靜質量將導致該體積內密度的增加，故有 （ ） ? ? zyxtzyxxu dddddd?????? ??1. 三個基本方程 ——連續性方程 于是有 式 （ ） 為聲場中媒質的連續性方程，它反映了媒質質點速度與密度之間的關系。 將式 （ ） 代入式 （ 13）， 略去二階以上小量，得到簡化的連續性方程式為 當為三維流動時，則有 （ ） ? ? 0??????txu ??00 ?? ????? txu ??（ ） 0 0u v wx y z t?? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ???（ ） 1. 三個基本方程 ——運動方程 設左端面所受的 壓強為 ， 則 左端面受到的壓力 為 ，其方向是沿 x軸正方向 ，右端面受到的壓力 為 ， 其方向是沿 x軸負方向 ， 故作用在 該體積上沿軸方向的合力為 。 根 據牛頓第二定律有 pp ?0? ?0 ddp p y z?zyxxppp ddd0 ?????? ????zyxxp ddd???（ ） dd d d d d dd upx y z x y ztx? ??? ?xyzdxdydzpppdppxx?? ?dppyy???dppzz???圖 微小體積的聲壓 1. 三個基本方程 ——運動方程 簡化后，得 將式 （ ） 和代入式 （ ），得 略去二階以上小量，得到 （ ） xptu????dd?? ? xpxuutu ?????????? ??????? ?? 0 （ ） xptu??????0?（ ） 對于三維運動，有 000uptxvptywptz?????????????????????（ ） 1. 三個基本方程 ——運動方程 式 （ ） 和式 （ ） 是 聲場中媒質的運動方程 ，又稱為歐拉方程 。 它表示媒質質點加速度與密度的乘積等于沿加速度方向的聲壓梯度的負值 。 2. 聲波的波動方程 由 物態方程、連續性方程和運動方程 可以得到一維聲波方程式為 對于三維情況，聲波的波動方程如下 222 2 21ppx c t?????（ ） 其中， 為聲波的傳播速度。對于空氣 ， 標準大氣壓 ，溫度為 時， ，則 c為 。 00pc ???? ?? 50 ??p C0?30 ??2 2 2 22 2 2 2 21p p p px y z c t? ? ? ?? ? ?? ? ? ?（ ） 2. 聲波的波動方程 或 式 （ ） 和式 （ ） 反映了聲波作為波動物理現象的共同規律 ， 至于具體的傳播特性還應結合聲源及邊界條件來確定 。 22221 ppct????（ ） 其中， 為拉普拉斯算子。 2222222zyx ??????????分貝的概念 分貝 =20*lg(聲壓 /基準聲壓 ) 計權的概念 A計權聲級是模擬人耳對 55dB以下低強度噪聲的頻率特性， B計權聲級是模擬 55dB到 85dB的中等強度噪聲的頻率特性， C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。 三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度， A衰減最多， B次之， C最少。 A計權聲級由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性，因此是目前世界上噪聲測量中應用最廣泛的一種， B、 C已逐漸不用。 人耳對聲音有選擇作用，是一個濾波器 倍頻程的概念 人耳聽音的頻率范圍為 20Hz到 20KHz，在聲音信號頻譜分析一般不需要對每個頻率成分進行具體分析。為了方便起見，人們把 20Hz到 20KHz的聲頻范圍分為幾個段落，每個頻帶成為一個頻程。頻程的劃分采用恒定帶寬比，即保持頻帶的上、下限之比為一常數。實驗證明，當聲音的聲壓級不變而頻率提高一倍時，聽起來音調也提高一倍。 所謂倍頻程是指使用頻率 f與基準頻率 f0之比等于 2的 n次方 ,即 f/f0=2n次方，則 f稱 f0的 n次倍頻程。