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1、汽车噪声控制1课题组介绍n n噪声组噪声组(智能交通组智能交通组)n n教师教师5 5人,博士后人,博士后4 4人,学生人,学生1717人,留学生人,留学生1 1人人n n课题领域课题领域n n智能导航系统研究智能导航系统研究n n混合动力车混合动力车n n智能避撞及自动驾驶智能避撞及自动驾驶n n噪声控制噪声控制2课程目标n学会一点基本知识n掌握一点处理问题的方法n提高一点基本技能课程内容以讲授声学基础知识、汽车噪声的 基本常识以及基本的测量控制方法等。希望 通过本课程让大家掌握一些基础知识、掌握 一些基本的噪声控制方法,能够通过进一步 学习实际参与解决汽车噪声问题,提高实际 处理问题的能力
2、。 3授课形式n课堂讲授(10次课)n两次课堂小作业n1次试验课n1次讨论课n考核方式为考查。大作业一次。Jorunal of The Acoustical Society of America Acoustical Society of Japanese Noise Control Inter-Noise4授课内容噪声控制课程内容可以分为三大部分:声学基础;噪 声测量分析技术;汽车噪声及其控制。根据汽车系本 科生课程安排特点,计划课程按以下内容传授: 1. 声学基础:2.5大节(5小节) 声学基础部分以介绍声学的基本概念,基本原理为主。 v声学基本概念(2小节):声音,噪声,声源,声波,声压
3、 ,声压级,声强,声强级,声功率,声功率级,响度。 v声波波动方程(2小节):一维波动方程,三维波动方程。 v声波的传播(1小节):波阵面,平面波,球面波,声波的 反射、折射和透射。5授课内容噪声控制课程内容可以分为三大部分:声学基础;噪 声测量分析技术;汽车噪声及其控制。根据汽车系本 科生课程安排特点,计划课程按以下内容传授: 1. 噪声测量分析技术:2.5大节(5小节) v本部分以介绍噪声测量的基本设备,测量方法以及汽车噪声的标准发 展为主。 v传声器及其技术参数(1.5小节):主要介绍电容式、驻极体式以及压 电式传声器的结构,工作原理以及技术参数。 v汽车噪声常用的测量方法(1.5小节)
4、:频谱分析方法、声压测量方法、声 强测量方法以及最新的用于运动声源测量的声全息方法。 v汽车噪声标准(2小节):我国及世界汽车噪声标准的发展历史, GB1495-2002新国标介绍,汽车噪声标准试验介绍。 6授课内容噪声控制课程内容可以分为三大部分:声学基础;噪 声测量分析技术;汽车噪声及其控制。根据汽车系本 科生课程安排特点,计划课程按以下内容传授: 1. 噪声控制基本原理:2大节(4小节) v本部分主要介绍汽车噪声控制常用的一些基本方法如隔声、吸声等, 同时将对汽车消声器的评价方法和工作原理进行介绍。 v 汽车噪声控制的基本原理和方法(2小节):主要介绍噪声控制的基本 途径,吸声降噪,隔声
5、降噪,减振与隔振降噪,阻尼降噪等。 v汽车消声器(2小节):主要介绍消声器类型,消声器的评价指标,阻 性/抗性消声器的工作原理以及消声器设计中应该注意的问题等。 7授课内容噪声控制课程内容可以分为三大部分:声学基础;噪 声测量分析技术;汽车噪声及其控制。根据汽车系本 科生课程安排特点,计划课程按以下内容传授: 4. 汽车噪声:3大节(6小节) v汽车噪声主要从发动机、底盘以及车内三部分来介绍。 v发动机噪声(2小节):发动机噪声主要介绍发动机噪声的分类及评价 方法,发动机燃烧噪声,发动机机械噪声,发动机空气动力学噪声,发 动机噪声辐射以及利用发动机噪声识别发动机转速等问题。 v汽车底盘噪声(2
6、小节):底盘噪声主要介绍传动系噪声,轮胎噪声以 及制动噪声等。 v车内噪声(2小节),主要结合车内噪声的产生原因重点介绍车身噪声 的特点及传播途径,车内噪声的控制方法以及车内噪声评价指标和测量 方法等。 8参考书目n汽车噪声控制 何渝生主编n声强技术及其在汽车工程中的应用 蒋孝煜 连小珉 清华大学出版社 ¥26.0n汽车工程手册 基础篇 人民交通出版社 ¥100.09前言n噪声n狭义噪声:振幅和频率杂乱、断续,或统计上无规律 的声音都可以称为噪声。比如工地的施工机械声音, 电钻钻墙的声音。n广义噪声:凡是不悦耳的,人们所讨厌的给人以烦恼 感觉的,或有害于身心健康的声音都属于噪声。 n噪声的本质
7、还是声音,具有声音的一切物理特性n不稳定的,间歇的噪声比恒定物理强度的稳定噪声具 有更强的刺激性10第一章 声学基础n声学基础概念n声源:一个向周围媒质辐射声波的振动系统叫“声源” ,固体,液体,气体都可以发声,都可以当作声源。 典型理想点声源:脉动球,振动球。n声波:振动在媒质中的传播过程就称为声波。声波的 存在有两个基本条件:声源和能够传播振动的介质。声波的范围十分广泛,人耳能够听到的范围是2020 000Hz,称为音频声,频率高于20000Hz的称为超声, 频率低于20Hz的称为次声11第一章 声学基础n声学基础概念n声波的属性:声波能在固体,液体和气体中传播,在 固体中可以是纵波,也可
8、以是横波。但在液体和气体 中只能以纵波传播。n声速,声波在不同介质中的频率保持不变,但波长有 所变化,所以声速也有所变化.n水,空气,铜,钢,玻璃,硬橡胶中的声速排序?空气 340m/s 铜 3800m/s 水 1450m/s钢 4900m/s 硬橡胶 1570m/s玻璃 50006000 m/s12第一章 声学基础n声学基础概念n声波的干涉:声波的干涉是指在同一区域中,两列频 率相同的持续声波相遇而迭加的现象,它只能在特定 的条件下发生,相互间能发生干涉的声波称为相干波 。n声波的衍射:当声波在传播过程中,碰到与声波波长 差不多的障碍物,声波就能绕过障碍物传到它的背后 去,即发生衍射现象。(
9、详细内容可阅读惠更斯原理 ) n声波的反射和折射:声波一般沿直线传播,遇到障碍 物会发生发射,如天坛的回音壁。声波在传播过程中 ,遇到介质发生变化时,传播方向会变化,就发生折 射。13第一章 声学基础n声学基础概念n声场:介质中声波所及的区域称为声场。n自由场:全消声室n半自由场:硬地面场,半消声室n混响场:普通房间 在声场中,各体积元的压强以及密度都是时间和空间 的函数14第一章 声学基础n声学基础概念n声压:声波在介质中传播时,使介质时而密集,时而 稀疏,形成一种压力波。设介质处于平衡状态时,各 处的压力为 ,当声波传来时,该处的压强变为 , 其变化量为 就是声压,声压又可以表示为:表示该
10、点的瞬时声压15第一章 声学基础n声学基础概念n有效声压:人耳鉴别不出瞬时声压的变化,只能感受 到一个稳定的有效声压。有效声压是一个变化周期哪 瞬时声压的均方根值。有效声压就简称为声压,声压的大小反映了声波的强弱 。 16第一章 声学基础n声学基础概念n声压计量单位:声压的可听范围有100万倍的变化,为 描述方便,定义了声压级来表示声压的大小。听阈声压级 0分贝 痛阈声压级120分贝17第一章 声学基础n声学基础概念典型环境下的声压级喷气飞机120130分贝载重汽车8090分贝办公室谈话6070分贝郊外安静的森林1020分贝18第一章 声学基础n声学基础概念n声功率级:声波实际传播过程就是声振
11、动能量的传播 过程。声功率就是单位时间内声源向外辐射出的全部 能量。声功率级的单位是分贝,声功率是标量,反映的是声源 振动辐射能量的大小,是一个表示声源特性的参数。19第一章 声学基础n声学基础概念典型声源的声功率级喷气飞机100 W 140dB大型高压风机10W130dB风动铆枪1W120dB织布机0.1W110dB汽车喇叭0.01W100dB钢琴0.001W90dB普通谈话0.00001W70dB20第一章 声学基础n声学基础概念n声强:声强,垂直于声传播方向上的单位时间内单位 面积上通过的声能量。n声功率是一个标量,反映了声源振动辐射的能量大小 。而声强是一个矢量。它不仅反映了声能量的大
12、小, 而且还反映了声能量的方向。声强矢量的方向就是声 传播的方向。n如自由声场中的点声源,其声功率为W,则其声强可 以表示为21第一章 声学基础n声学基础概念n声强级:n听阈的声强级为0,通常在谈话时的声强级为60 70dB 22第一章 声学基础n声学基础概念n响度:以1000Hz纯音的声压级作为基准音,调节不同 频率的声音使其与基准音等响,则该声音的声压级即 为响度级。如某噪声听起来(主观声响感觉)与声压 级为85dB的基准音同样响,则该噪声的响度级就是85 方。响度级既反映了声音的物理量度,也反映了人耳 听觉的生理效应。所以,响度级有很大的实际意义。 23第一章 声学基础n声学基础概念人耳对低频声 灵敏度差,对 10006000Hz 的声音最敏感 ,随着声压级 的增高,这一 差别逐渐缩小 。 24第一章 声学基础n声学基础概念n声阻抗:声场中某位置的声压与该点的质点速度的比 值为该位置的声阻抗率。声阻抗可以看作是媒质的阻 抗特性n在平面波中,声阻抗为 瑞利25总结n声波及声波属性n声压及声压级n声功率及声功率级n声强及声强级26谢谢认真听讲27