汽车振动与噪声控制-概述课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2024/10/1,1,汽车噪声分析与控制,2022/10/111汽车噪声分析与控制,2024/10/1,2,目前无十分合适的教材参考书目有：,盛美萍等，噪声与振动控制技术基础，科学出版社,徐兀，汽车振动与噪声控制，人民交通出版社,1987,朱孟华，内燃机振动与噪声控制，国防工业出版社，,1995,何渝生，汽车噪声控制，机械工业出版社，,1995,靳晓雄，汽车噪声的预测与控制，同济大学出版社，,2004,庞剑等，汽车噪声与振动理论与应用，北京理工大学出版社，,2006,赵玫等，机械振动与噪声学，科学出版社，,2004,马大猷，噪声控制学，科学出版社，,1987,马大猷，噪声与振动控制工程手册，机械工业出版社，,2002,2022/10/112目前无十分合适的教材参考书目有：,2024/10/1,3,专题书籍有：,王治国，,MSC.ACTRAN,工程声学有限元分析理论与应用，国防工业出版社，,2007,陈克安等，声学测量，科学出版社,2005,周广林，扫描声强测量技术，哈尔滨工程大学出版社，,2007,蒋孝煜，连小珉，声强技术及其在汽车工程中的应用，清华大学出版社，,2001,张绍栋，熊文波，噪声与振动测量技术，杭州爱华仪器有限公司，,2005,（日）计量管理协会，噪声与振动测量，中国计量出版社，,1990,王其政，统计能量分析原理及其应用,周新祥，噪声控制技术及其新进展，冶金工业出版社，,2007,2022/10/113专题书籍有：,2024/10/1,4,主要内容,汽车与振动噪声概述,噪声控制的振动基础,噪声控制的声学基础：,声波基本方程、各参数间的关系,振动控制的基本措施,消振、隔振、吸振、减振,噪声控制的基本措施,消声、吸声、隔声,2022/10/114主要内容汽车与振动噪声概述,2024/10/1,5,第一章 汽车与振动噪声概述,1,，声与噪声,2,，振动,3,，研究汽车振动噪声的意义,4,，汽车的,NVH,问题,5,，汽车发展与,NVH,技术进步,6,，汽车的,NVH,特征,7,，汽车振动噪声分类,8,，汽车振动噪声控制,2022/10/115第一章 汽车与振动噪声概述1，声与噪声,2024/10/1,6,1,，声,（,sound,）,与噪声,（,noise,）,自然界中,声,是非常直观的一种物理现象，也是最早被人们认识的一种物理现象之一。

研究声的科学即为声学大约在,19,世纪中期，声学的基本理论已经达到了很完善的地步声学是当前非常活跃的学科之一，它的分支目前已经超过了,20,个，而且还有新的分支在不断的产生，因此声学被称为,“,古老而又年轻的学科,”,下图为声学的主要分支以及与一些基础领域的联系本课程关于声学方面，首先介绍一些声学领域的基础知识，而后介绍噪声学中的部分内容2022/10/1161，声（sound）与噪声（noise,2024/10/1,7,2022/10/117,2024/10/1,8,（,1,）声的描述量：,频率（,frequency,）、声压（,sound pressure,）、声强（,sound intensity,）、声功率（,sound power,）,等,频率在,20Hz,20KHz,之间的声波人类能够听到，为,可听声（,audible sound,）,在该频率范围涉及对人们所需要的声音的研究（如音乐声学），也包括对人们所不需要的声音的研究（如噪声学）低于,20Hz,及高于,20KHz,声人们完全听不到吗？低于,20Hz,的声波为,次声波,(infrasound),；,高于,20KHz,的声波为,超声波,(ultrasound),。

次声波和超声波均难以称为噪声源,只有可听声频域内,结构的振动,以及,气体的脉动和涡流、空腔共鸣,才能构成噪声源1,，声与噪声,2022/10/118（1）声的描述量：1，声与噪声,2024/10/1,9,不同声压级给人的感觉,1,，声与噪声,2022/10/119不同声压级给人的感觉1，声与噪声,2024/10/1,10,结构的振动是噪声产生的根源之一，因此，研究噪声时，常常将其与振动一起进行分析，对汽车来说，就是,NVH,（,noise,vibration,Harshness),问题行驶时振动大的车辆往往噪声也大因此，从汽车,NVH,问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚，而应该对车辆进行整体的考虑，例如要考虑到发动机、轮胎、弹性支承等诸方面结构的振动向周围的空间辐射声波振动还引起基础及相连的固体结构振动产生声波，如重型汽车的某些振动可能对频繁通过区附近的建筑物造成危害是不是所有的振动都能够产生噪声呢,?,1,，声与噪声,2022/10/1110结构的振动是噪声产生的根源之一，因此,2024/10/1,11,在可听声频域内，（振动的两面性）振动可以产生刺耳的，对人有不良影响的噪音。

振动也可以美妙动听的声音，如各种乐器的发声均是利用乐器结构的振动产生并放大通常人们将悦耳的声音称之为乐音，将不需要、会产生不利影响的声音叫做噪声这是从主观感觉上进行区分从客观上乐音与噪音的区别在于具有不同频谱音乐：振幅和频率有明确的规律噪声：各种频率和振幅都无规律的声波的组合有没有可能将噪声通过改变变成乐音呢？,1,，声与噪声,2022/10/1111在可听声频域内，（振动的两面性）振动,2024/10/1,12,噪声污染,、,大气污染,、,水污染,和,固体废弃物污染,被称为环境方面的四大公害大气污染、水污染、固体废弃物污染（电池、核废料）有一定的时间性，即污染源切断后，仍在一定的时间内保持有污染但是噪声源一旦停止则噪声污染也停止，所以噪声污染有其特殊性1,，声与噪声,2022/10/1112噪声污染、大气污染、水污染和固体废弃,2024/10/1,13,噪声污染所导致的危害：,噪声对人的危害可表现在两方面：,心理方面：,当人们在高噪声的环境下时，会感到心情烦躁注意力分散、反映迟钝、容易疲劳从而造成工作和学习效率降低，引发工作中的差错，严重的会造成事故生理方面：,长期暴露在高噪声的环境易于导致引起听力伤害（轻则高频听阈损伤，中则噪声性耳聋，重则耳鼓膜破裂）、另外还易于引发肠胃功能紊乱、心脏组织缺氧导致肠胃疾病和心血管疾病。

噪声可使机械设备、建筑等产生声疲劳1,，声与噪声,2022/10/1113噪声污染所导致的危害：1，声与噪声,2024/10/1,14,噪声污染是工业化所带来的直接后果，随工业发展进程的加快，噪声污染所涉及的范围仍不断扩大，同时随着生活水平的提高，对环境的要求越来越高，所以为噪声的控制提出了更高的要求汽车领域对交通噪声的控制和乘坐舒适性要求均日益严格如,对汽车等机动车辆，国家制定了,“,汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法,”,国家强制标准,GB1495,2002,，例如轿车允许的车外加速噪声,74dB,随着国家强制性标准中噪声要求的提高，了解如何对（汽车的）噪声进行控制的意义显而易见噪声方面，本课程将学习声学基本知识以及噪声控制的基本措施：包括消声、隔声、吸声等1,，声与噪声,2022/10/1114 噪声污染是工业化所带来的直接,2024/10/1,15,振动,物体在一定位置附近随着时间作往复运动，称为机械振动更广义的讲，物体或某种状态随着时间往复变化的现象，称为振动地面上的汽车、火车、拖拉机；,地下的地铁；空中的飞机；海洋中的舰船；,各种乐器的发声,空间存在的电磁波；（收音机的调台是利用电磁共振的原理）,建筑、桥梁受到激励也会振动；,洗衣机、电冰箱一旦启动，振动就始终伴随；,就人体本身，心脏的跳动、肺的呼吸、脑电的波动,2,，振动,2022/10/1115振动物体在一定位置附近随着时间作,2024/10/1,16,振动的描述量：,振幅（位移、速度、加速度）、频率、相位,振动的分类：,按响应性质分类：,确定性振动：确定性系统受到确定性的激励其响应也是确定性的。

如不平衡转子激起的振动确定公式进行描述，可预测的随机振动：即使是确定性系统，在受到随机激励时，系统的响应也是随机的例如汽车在路面上奔驰所受到的路面激励为随机激励不可预测，只能分析其统计特性,2,，振动,2022/10/1116振动的描述量：2，振动,2024/10/1,17,按振动产生的原因分类：,自由振动,(free oscillation),：弹性系统具有初始位移或初始速度，此后不再受外界激励的情况下所发生的振动可用于分析系统的,固有特性参数,受迫振动,(forced oscillation,）,：弹性系统在外界激励下发生的振动，外界激励是周期性的或交变的如：不平衡转子引起的振动，汽车行驶在不平路面激励下的振动等,包括确定性振动、随机振动,2,，振动,2022/10/1117按振动产生的原因分类：2，振动,2024/10/1,18,2,，振动,2022/10/11182，振动,2024/10/1,19,自激振动,：作用在系统上的,非周期性激励,（或,不变激励,）被系统本身的振动变为周期性激励，把能量断续地输入到振动系统当中，从而维持或发展系统的振动振动停止，激振源即停止摩擦、空气动力）,2,，振动,2022/10/1119自激振动：作用在系统上的非周期性激励,2024/10/1,20,2,，振动,2022/10/11202，振动,2024/10/1,21,参变振动,：通过周期或随机地改变系统的特征参数来实现。

2,，振动,2022/10/1121参变振动：通过周期或随机地改变系统的,2024/10/1,22,按自由度多少分类：,单自由度系统振动：若仅考虑汽车的垂直振动且忽略汽车前后悬挂质量的差别，忽略非悬挂质量的振动，可以将汽车简化为单自由度模型进行分析多自由度系统振动：若考虑汽车的垂直振动，考虑非悬挂质量的振动，同时考虑其俯仰运动，则至少需要将其简化为四自由度模型弹性体振动：无穷自由度由于许多情况下弹性体振动无解析解，目前多采用有限元的方法将连续的弹性体划分为若干离散单元的组合体进行研究2,，振动,2022/10/1122按自由度多少分类：2，振动,2024/10/1,23,按振动位移特征分类：,角振动：如车架的扭转振动，轴的扭转振动,直线振动：如车辆的垂直振动,按系统结构参数特性分类：,线性振动：如振动系统的质量、刚度、阻尼均不随系统运动参数而变化，且弹性力、阻尼力均可简化为线性模型，该系统发生的振动为线性振动非线性振动,:,凡是不能简化为线性系统的振动系统都为非线性系统如采用可变刚度的钢板弹簧时汽车振动为非线性参变振动为非线性振动）,2,，振动,2022/10/1123按振动位移特征分类：2，振动,2024/10/1,24,工程中有大量的振动问题需要人们去分析解决，无论是什么振动问题，一般来说，都是在激励、响应、系统特性三者之间已知两个求第三个。

通常将振动问题主要包括以下三类振动分析,：已知激励与系统特性，求系统响应振动环境预测,：已知系统特性及系统响应，反求激励系统识别,：已知激励及系统响应，来确定系统的特性对系统识别问题的另一种提法是：在一定的激励条件下，如何设计系统的特性，使得系统的响应满足指定的条件，这也称为,振动设计,2,，振动,2022/10/1124 工程中有大量的振动问,2024/10/1,25,当遇到车厢噪声大时，一般考虑加强车厢隔音技术和材料，而对真正的噪声发生源可能无能为力，要从根本上减少噪声，就会涉及发动机、悬置及车架等的设计问题，因此，,NVH,问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车试制或进入市场后要解决的问题2,，振动,2022/10/1125 当。