机械振动与噪声的危害毕业论文

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1、机械振动与噪声的危害毕业论文机械振动与噪声的危害毕业论文机械振动与噪声的危害 摘要伴随着社会的科技经济飞速发展各种的机械被广泛的应用在日常生活与实际生产中。随之而来的是充斥在生活和生产环境中的机械振动与噪声其影响着人们的正常生活和身体的生理活动。振动与噪声对人体的危害有两方面:一是振动噪声危害二是产生振动病。振动还会产生共振对建筑和机械也有危害。本文仅就机械振动与噪声的危害作用于人的一些现象和问题加以阐述探究其发生条件和机理并针对性的提出预防和治理方法加以控制以期引起人们重视进而采取必要措施避免或消除机械振动与噪声带来的危害改善生活环境和生产条件保证人们的生活安全和生命健康。 关键词振动 噪声

2、 危害控制 毕业设计论文外文摘要 Title : Explore the mechanical vibration and noise hazards Abstract: With the economic and science technology of society development rapidly each kind of machinery by widespread application in daily life and actual production. Following is floods in the life and the production envir

3、onment mechanical vibrations and the noise it is affecting peoples normal life and the bodily physiological activity. The vibration and the noise have two harmful aspects to the human body: One the vibration noise harm Two has the vibration sickness. The vibration also can have resonancing it is als

4、o harm to the construction and the machinery. This article only elaborated affects that some phenomena and the question on the mechanical vibrations and the noise harm to men inquired into its condition and the mechanism and pointed proposed the prevention and the government method control causes th

5、e people by the time to take then takes the essential measure to avoid the harm which the elimination mechanical vibrations or the noise bring improve living conditions and the working condition guarantees peoples life safety and the life and health. keywords: vibration Noise hazards Control 目录 1 引言

6、 1.1 机械振动概述 1.2 机械振动研究的基本问题 1.3 机械振动的分类 1.4 机械振动分析的力学模型 1.5 研究机械振动危害的意义 2 声的基本知识 2.1 声音的产生和传播 2.2 声音的基本单位 2.3 声音的三要素 2.4 分贝的概念 3 噪声 3.1 噪声定义 3.2 噪声的分类 3.3 噪声污染的特性 3.4 噪声的测量和评价 4 振动和噪声对人的危害 4.1 振动对人的危害 4.2 噪声对人的危害 5 振动和噪声的控制和治理 5.1 振动的控制 5.2 噪声的治理 结论 致谢 参考文献 1 引言 机械振动是机械运动的一种特殊形式是指物体在其平衡位置附近所作的往复运动。例

7、如钟摆的摆动刀具的颤动车辆车体的晃动机器、桥梁、房屋和水坝的振动等都是机械振动。1956 年J.P.DenHartog 邓哈托在其名著机械振动的序言中指出“在1934 年没有任何振动知识的机械工程师也被认为是受过良好教育的但是在今天这些振动知识却是十分迫切需要的几乎对每一个机械工程师都是必要的工具。 ”四十年来实践越来越证明邓氏论断的正确。一方面由于机器运行速度的普遍提高振动和噪声日益严重人们迫切要求改进机器的动态特性以提高使用质量并减少对环境造成的污染另一方面振动理论也随之得到了迅速的发展特别是数字电子计算机和电子仪器的发展和完善使振动分析的方法和手段发生了飞跃性的变革。现在振动已发展成为一

8、门独立的学科几乎可以对任何复杂的机器和结构进行振动分析和综合。 1.1 机械振动概述 机械振动是机械系统在其平衡位置附近的往复运动。在现实生活中振动可以说无所不在无时不在。不仅机械系统存在振动生命科学、经济领域乃至社会科学普遍存在着振动。机械振动有二重性它可以造福于人类如心脏、声带、超声波振动碎石机等等。但振动在大部分情况下是有害的如果人们长时间在生产中接触振动源会产生振动病它还会降低机械动态精度和使用性能 机床加工精度 、导弹鱼雷命中率 导致机械或结构寿命降低乃至失效破坏 地震 家破人亡 、大桥共振断裂、高耸结构风振倒塌 、飞机颤振坠毁、发电机组共振“飞车” 。同时振动还会产生噪声噪声会污染

9、环境给人的生理和心理造成危害。振动和噪声有联合作用往往会共同作用引起更大的危害。振动理论研究不仅要从理论上研究振动规律和特性而且要研究在工程中如何消除振动、控制振动避免振动的危害或利用振动为人类服务。 1.2 机械振动研究的基本问题 振荡 oscillation 一词从广义上说是泛指自然界中某种物理状态随时间发生的反复变化。如再缩小些范围可以指物体随时间而作的反复运动。机器在其静平衡位置附近的微小弹性运动这种运动通常称为振动 vibration. 对于多数机器和结构来说振动却带来不良的影响。由于振动降低了机器的动态精度和使用性能机床振动会降低工件的加工精度军械振动将影响瞄准起重机振动使装卸发生

10、困难机车车辆振动降低了乘坐舒适度和运行平稳性指标等等。为了解决这些问题既有需要提高机器本身的制造精度也有需要设置专门的装置或引入复杂的控制系统。由于振动机器在使用过程中往往产生巨大的反复变动的载荷这将导致机器使用寿命的降低甚至酿成灾难性的破坏事故。如大桥因共振而毁坏烟囱因风振而倒坍飞机因颤振而坠落等等。为了防止这些事故的发生若不针对事故的原因作正确的分析和研究设计人员往往传统方式地加大结构断面尺寸导致机器重量增加和材料的浪费。更糟糕的是由于振动而产生的环境噪声日益形成令人厌恶的环境公害对机器的操作人员、司机乘务人员危害尤其直接。根据生物工程的研究人体各器官对于120Hz 的低频振动特别感到不适

11、而高频振动及其噪声也会使人感到烦躁、厌倦和疲劳。由此可见振动的研究对机器的使用和设计都具有极其重要的实际意义。随着机器的速度、运动的质量及复杂程度的不断增加这种研究的迫切性也大大地增长了。振动研究的总目标是探究这些振动产生的原因和它的运动规律振动对机器和人体的影响寻求控制和消除振动危害的方法。大体上有以下几个方面 1 确定系统的固有频率预防共振的发生 2 计算系统的动力响应以确定机器受到的动载荷或振动的能量水平 3 研究平衡、隔振和消振方法以消除振动的影响 4 研究自激振动及其它不稳定振动产生的原因以便有效地控制 5 进行振动检测分析事故原因及控制环境噪声 6 振动技术的利用。 在振动研究中通

12、常把所研究的对象如一台机器称为系统system 把外界对系统的作用或机器运动产生的力称为激励excitation 或输入 input 把机器或结构在激励作用下产生的动态行为称为响应 response 或输出 output。振动分析就是研究这三者之间的相互关系若输出对输入有反作用的影响就称为反馈 feedback 该系统就称为反馈系统。从计算分析的观点来看知道其中两者就可求得第三者。因此工程振动分析所要解决的问题又可归纳为 1 响应分析 2 系统设计 3 系统识别 4 环境预测。 1.3 机械振动的分类 机械振动可以从不同角度进行分类。 1 按振动系统的自由度数分类 单自由度系统振动确定系统在振

13、动过程中任何瞬时几何位置只需要一个独立坐标的振动 两自由度系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要两个独立坐标的振动 多自由度系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要多个独立坐标的振动 连续系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要多个独立坐标的振动 2 按振动系统所受的激励类型分类 自由振动系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动 强迫振动系统在外激励力作用下产生的振动如轴系的扭振、旋转机械的转子不平衡引起的振动 自激振动系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动或由非振动性激励引起的振动。其维持振动的交变激励由振动本身产生或控制运动停止激励立即消失。

14、如弦乐器和钟表 参数共振由于系统的参数随时间周期变化而引起的大幅度振动。支点作铅垂振动的单摆 3 按系统的响应振动规律分类 简谐振动能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动 周期振动能用时间的周期函数表示系统响应的振动 瞬态振动只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动。 随机振动不能用简单函数或函数的组合表达运动规律而只能用统计方法表示系统响应的振动。 4 按描述系统的微分方程分类 线性振动能用常系数线性微分方程描述的振动 非线性振动只能用非线性微分方程描述的振动。 1.4 机械振动分析的力学模型 我们知道一台机器或结构会产生振动是因为它本身具有质量和弹性。阻尼则使振动受到抑制。从能

15、量关系来看质量可以储存动能弹性可以储存势能而阻尼则消耗能量。当外界对系统做功时系统的质量就吸收能量因而就具有运动速度弹簧就储存变形能因而就具有使质量恢复原来状态的能力。这样能量不断地变换就导致系统质量的反复运动。如果没有外界源源不断地输入能量那么由于阻尼的消耗振动现象将逐渐停息。由此可见质量、弹性和阻尼是振动系统力学模型三要素。此外质量离开其平衡位置时具有位能在重力场中因此也具有恢复力如单摆可以把这种情况看作为具有等效弹簧的系统。 如果实际振动系统可以简化为一个质量、一个弹簧和一个阻尼器组成而质量在空间的位置可以用一个坐标完全地描述则这个系统称为单自由度系统。如果系统的质量在空间的位置必须由多

16、个独立的坐标才能完全地描述则称为多自由度系统。质量的个数一般等于或少于系统的自由度数因为一个质点在空间有三个独立的运动一个刚体在空间则有六个独立的运动。下面重点将弹簧、和质量的特性予以说明。 1 弹簧。这是表示力与位移关系的元件它被抽象为无质量并具有线性弹性的元件。若它的一端受一个作用力 Fs 则另一端必产生一个大小相等、方向相反的力力的大小与弹簧两端的相对位移成正比 Fkxxs21 1-1 式中 k 为弹簧常数或刚度系数 x1、x2 是弹簧两端的位移。在扭转振动中扭转弹簧刚度系数用符号 k 来表示广义力为扭矩广义位移为角度三者建的关系式与式 1-1 类似。 2 质量。表示力和加速度关系的元件。它被抽象为绝对不变形的刚体若对质量施加一个作用力 Fm 质量就会产生一个与 Fm 同方向的加速度 x 对于直线平移运动力与加速度的关系为 Fmxm 1-2 式中 m 是比例常数它是刚体所具有的惯性的一种度量称为刚体质量。对于扭转振动系统广义力为扭矩广义加速度为角加速度式 1-2 的比例常数为刚体绕其中心线的转动惯量通常以 J 标记。 在