物理性污染控制振動污染及其控制PPT學習教案

1、會計學1物理性污染控制振動污染及其控制物理性污染控制振動污染及其控制第三章 振動污染及其控制第1頁/共61頁二、振動污染源 三、振動的影響 一、振動與振動污染第一節(jié) 概述第2頁/共61頁一、振動與振動污染振動 振動污染 第3頁/共61頁v定義：定義：v（1）當一個物體處于周期性往復運動的狀態(tài)，即可說物體在振動。v（2）任何一個可以用時間的周期函數(shù)來描述的物理量，都稱之為振動。振動 第4頁/共61頁v物理現(xiàn)象：物理現(xiàn)象：聲、光、熱等物理現(xiàn)象都包含振動；聲、光、熱等物理現(xiàn)象都包含振動；v生命和生活：生命和生活：心臟搏動、耳膜和聲帶的振動是人體心臟搏動、耳膜和聲帶的振動是人體的基本功能。的基本功能。

2、v工程技術領域：工程技術領域：v橋梁和建筑物在陣風或地震激勵下的振動橋梁和建筑物在陣風或地震激勵下的振動v飛機和船舶在航行中的振動，飛機和船舶在航行中的振動，v機床和刀具在加工時的振動，機床和刀具在加工時的振動，v各種動力機械的振動，各種動力機械的振動，v控制系統(tǒng)中的自激振動等。控制系統(tǒng)中的自激振動等。 第5頁/共61頁v振動污染：振動污染： 振動超過一定的界限,從而對人體的健康和設施產(chǎn)生損害,對人的生活和工作環(huán)境形成干擾,或使機器、設備和儀表不能正常工作。振動污染 第6頁/共61頁振動污染的特點 主觀性主觀性：是一種危害人體健康的感覺公害。是一種危害人體健康的感覺公害。 局部性：局部性：僅涉

3、及振動源鄰近的地區(qū)。僅涉及振動源鄰近的地區(qū)。 瞬時性：瞬時性：是瞬時性能量污染，在環(huán)境中是瞬時性能量污染，在環(huán)境中無殘余污染物，不積累。無殘余污染物，不積累。振源停止，污染振源停止，污染即消失。即消失。第7頁/共61頁振動振動污染源污染源 （一）工廠振動源（一）工廠振動源（二）工程振動源（二）工程振動源 （三）道路交通振動源（三）道路交通振動源 （四）低頻空氣振動源（四）低頻空氣振動源 自然振源自然振源 人為振源人為振源 地震、火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象地震、火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象。自然振動帶來的災害難以避免自然振動帶來的災害難以避免，只能加強預報減少損失，只能加強預報減少損失。 二、振動污染源 第8頁/

4、共61頁自然振動察隅地震，整個村莊被拋起 火山爆發(fā)第9頁/共61頁p工業(yè)振動源工業(yè)振動源：旋轉(zhuǎn)機械、往復機械、傳動軸系、旋轉(zhuǎn)機械、往復機械、傳動軸系、管道振動等，如鍛壓、鑄造、切削、風動、破碎管道振動等，如鍛壓、鑄造、切削、風動、破碎、球磨以及動力等機械和各種輸氣、液、粉的管、球磨以及動力等機械和各種輸氣、液、粉的管道。道。p特征參數(shù)特征參數(shù)：常見工廠振源附近常見工廠振源附近p 面上加速度級：面上加速度級：8080140dB140dB；p 振級：振級：6060100dB100dB；p 峰值頻率：峰值頻率：1010125Hz125Hz。（一）工廠振動源（一）工廠振動源第10頁/共61頁p工程振動

5、源工程振動源：工程施工現(xiàn)場的振動源主要工程施工現(xiàn)場的振動源主要是打樁機、打夯機、水泥攪拌機、輾壓設備是打樁機、打夯機、水泥攪拌機、輾壓設備、爆破作業(yè)以及各種大型運輸機車等。、爆破作業(yè)以及各種大型運輸機車等。 p特征參數(shù)特征參數(shù)：常見工程振源附近常見工程振源附近p振級：振級：6060100dB100dB。（二）工程振動源（二）工程振動源 第11頁/共61頁p 鐵路振源鐵路振源：p 頻率：一般在頻率：一般在202080Hz80Hz范圍內(nèi)；范圍內(nèi)；p 離鐵軌離鐵軌30m30m處的振動加速度級范圍處的振動加速度級范圍8585100dB100dB，振動級范圍，振動級范圍757590dB90dB內(nèi)。內(nèi)。（

6、三）道路交通振動源（三）道路交通振動源 p 公公路振源路振源：p 頻率：一般在頻率：一般在2 2160Hz160Hz范圍內(nèi)，其中范圍內(nèi)，其中以以5 563Hz63Hz的頻率成分較為集中；的頻率成分較為集中；p 振級：多在振級：多在656590dB90dB范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 第12頁/共61頁p 低頻空氣振動是指人耳可聽見的低頻空氣振動是指人耳可聽見的100Hz100Hz左右的低頻左右的低頻p如玻璃窗、門產(chǎn)生的人耳難以聽見如玻璃窗、門產(chǎn)生的人耳難以聽見的低頻空氣振動。的低頻空氣振動。p這種振動多發(fā)生在工廠。這種振動多發(fā)生在工廠。（四）低頻空氣振動源（四）低頻空氣振動源 第13頁/共61頁固定式單個

7、振動源固定式單個振動源如，一臺沖床或一如，一臺沖床或一臺水泵等臺水泵等 振動污染源振動污染源 按形式分為按形式分為 集合振動源集合振動源如，廠界環(huán)境振動，如，廠界環(huán)境振動，建筑施工場界環(huán)境振建筑施工場界環(huán)境振動動 第14頁/共61頁NoNo動態(tài)特征動態(tài)特征定定 義義示示 例例1 1穩(wěn)態(tài)振動穩(wěn)態(tài)振動觀測時間內(nèi)振級變化不大觀測時間內(nèi)振級變化不大的環(huán)境振動的環(huán)境振動往復運動機械，如空壓機、柴往復運動機械，如空壓機、柴油機等；旋轉(zhuǎn)機械類，如發(fā)電油機等；旋轉(zhuǎn)機械類，如發(fā)電機、發(fā)動機通風機等機、發(fā)動機通風機等2 2沖擊振動沖擊振動具有突發(fā)性振級變化的環(huán)具有突發(fā)性振級變化的環(huán)境振動境振動建筑施工機械，如打樁

8、機等；建筑施工機械，如打樁機等；鍛壓機械，如沖床，紡錘等鍛壓機械，如沖床，紡錘等3 3無規(guī)則無規(guī)則振動振動未來任何時刻不能預先確未來任何時刻不能預先確定振級的環(huán)境振動定振級的環(huán)境振動道路交通振動、居民生活振動。道路交通振動、居民生活振動。如房屋施工，室內(nèi)運動等如房屋施工，室內(nèi)運動等4 4鐵路振動鐵路振動列車行駛帶來的軌道兩側(cè)列車行駛帶來的軌道兩側(cè)30m30m外的環(huán)境振動外的環(huán)境振動鐵路機車的運行鐵路機車的運行按振動源的動態(tài)特征又可分成表3-1所示的四類。 表表3-1 3-1 環(huán)境振動污染源動態(tài)特征環(huán)境振動污染源動態(tài)特征 第15頁/共61頁三、振動的影響 振動對生理的影響振動對生理的影響 振動對

9、心理的影響振動對心理的影響 振動對工作效率的影響振動對工作效率的影響 振動對構(gòu)筑物的影響振動對構(gòu)筑物的影響 第16頁/共61頁p振動的生理影響主要是損傷人的機體，振動的生理影響主要是損傷人的機體，引起循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、引起循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)、感官的各種病癥神經(jīng)系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)、感官的各種病癥，損傷腦、肺、心、消化器官、肝、腎，損傷腦、肺、心、消化器官、肝、腎、脊髓、關節(jié)等、脊髓、關節(jié)等振動對生理的影響振動對生理的影響 第17頁/共61頁p振動對睡眠的影響試驗振動對睡眠的影響試驗圖圖3-1 3-1 由鍛錘振動負荷引起的覺醒由鍛錘振動負荷引起的覺醒率率 n睡

10、眠深度睡眠深度1 1度（淺睡眠）：振動級度（淺睡眠）：振動級60dB60dB無影響，無影響，69dB69dB以上則全部覺醒；以上則全部覺醒；n深度深度2 2度（中度睡眠）：度（中度睡眠）：606065dB65dB無影響，無影響，79dB79dB全部覺醒；因全部覺醒；因2 2度睡眠占度睡眠占8 8小時睡眠時間的一半以上，故影響這種睡眠的振動級最令人厭煩；小時睡眠時間的一半以上，故影響這種睡眠的振動級最令人厭煩；n睡眠深度睡眠深度3 3度（深睡眠）度（深睡眠）:74dB:74dB以上方會覺醒，覺醒幾率很低；以上方會覺醒，覺醒幾率很低；n睡眠深度睡眠深度REM(REM(異相睡眠，指睡眠多夢期異相睡眠

11、，指睡眠多夢期):):振動影響介于深度振動影響介于深度2 2度和度和3 3度之間。度之間。第18頁/共61頁p人們在感受到振動時，心理上會產(chǎn)生不愉快、煩躁人們在感受到振動時，心理上會產(chǎn)生不愉快、煩躁、不可忍受等各種反應。、不可忍受等各種反應。p除振動感受器官感受到振動外，有時也會看到電燈除振動感受器官感受到振動外，有時也會看到電燈搖動或水面晃動，聽到門、窗發(fā)出的聲響，從而判斷搖動或水面晃動，聽到門、窗發(fā)出的聲響，從而判斷房屋在振動。房屋在振動。p人對振動的感受很復雜，往往是包括若干其他感受人對振動的感受很復雜，往往是包括若干其他感受在內(nèi)的綜合性感受。在內(nèi)的綜合性感受。 振動對心理的影響振動對心

12、理的影響 第19頁/共61頁p振動引起人體的生理和心理變化，導致工振動引起人體的生理和心理變化，導致工作效率降低。作效率降低。p振動可使視力減退，用眼工作時所花費的振動可使視力減退，用眼工作時所花費的時間加長。時間加長。p振動使人反應滯后，妨礙肌肉運動，影響振動使人反應滯后，妨礙肌肉運動，影響語言交談，復雜工作的錯誤率上升等。語言交談，復雜工作的錯誤率上升等。振動對工作效率的影響振動對工作效率的影響 第20頁/共61頁p振動通過地基傳遞到構(gòu)筑物，導致構(gòu)筑物振動通過地基傳遞到構(gòu)筑物，導致構(gòu)筑物破壞。如，基礎和墻壁龜裂、墻皮剝落，地破壞。如，基礎和墻壁龜裂、墻皮剝落，地基變形、下沉，門窗翹曲變形，

13、構(gòu)筑物坍塌基變形、下沉，門窗翹曲變形，構(gòu)筑物坍塌，影響程度取決于振動的頻率和強度。，影響程度取決于振動的頻率和強度。p由于共振的放大作用，其放大倍數(shù)可由數(shù)由于共振的放大作用，其放大倍數(shù)可由數(shù)倍至數(shù)十倍，因此帶來了更嚴重的振動破壞倍至數(shù)十倍，因此帶來了更嚴重的振動破壞和危害。和危害。振動對構(gòu)筑物的影響振動對構(gòu)筑物的影響 第21頁/共61頁一、振動的基本物理量 二、振動的性質(zhì) 三、簡諧振動系統(tǒng) 四、波動的產(chǎn)生與傳播 第二節(jié) 振動基礎 第22頁/共61頁位移位移頻率頻率周期周期加速度加速度速度速度基本物理量基本物理量一、振動的基本物理量 第23頁/共61頁某個運動量（位移、速度或加速度） 按時間的正

14、弦或余弦規(guī)律變化的振動。（ x x0 0為振幅、為振幅、為角頻率）為角頻率）（3-33-3） p簡諧振動簡諧振動是最簡單的周期振動。p若正弦振動，則（3-13-1）0sinxxtp 位移位移0cosdxxtdt（3-23-2）p 速度速度 2202sind xxtdt p 加速度加速度第24頁/共61頁 簡諧振動簡諧振動（正弦）的相位關系（正弦）的相位關系 圖圖3-2 3-2 位移、速度、加速度的相位關系位移、速度、加速度的相位關系位移、速度和加速度位移、速度和加速度的相位關系如圖所示的相位關系如圖所示，相位差為，相位差為/2/2，則，則位移和加速度相位相位移和加速度相位相反。反。第25頁/共

15、61頁n （一）正弦波振動（一）正弦波振動n （二）復合正弦波振動（二）復合正弦波振動n （三）沖擊波振動（三）沖擊波振動二、振動的性質(zhì) 第26頁/共61頁n （一）正弦波振動（一）正弦波振動p如圖，正弦波最大振幅為A，周期為T，頻率為f，角速度=2f2/T，以時間t為橫坐標,則瞬間振動振幅 可表示為 a（3-43-4） p若以距離x為橫坐標,則瞬間振動振幅 可表示為 （3-53-5） sin(k )Atx圖圖3-3 3-3 正弦波正弦波 sin(k )Atx第27頁/共61頁n （二）復合正弦波振動（二）復合正弦波振動 圖圖3-4 3-4 正弦波的合成正弦波的合成（基波和（基波和3 3次諧波

16、的相位影響）次諧波的相位影響） n振動頻率相同的正弦波振動頻率相同的正弦波合成后仍是以相同頻率合成后仍是以相同頻率振動的簡諧振動。振動的簡諧振動。n定義：兩個以上正弦波定義：兩個以上正弦波疊加后形成的新波稱為疊加后形成的新波稱為復合正弦波。復合正弦波。第28頁/共61頁n （三）沖擊波振動（三）沖擊波振動p沖擊性振動：沖擊性振動：沖壓、錘鍛之類的物體碰撞、沖壓、錘鍛之類的物體碰撞、下落運動產(chǎn)生的振動。下落運動產(chǎn)生的振動。p往往為往往為公害振動！公害振動！第29頁/共61頁沖擊波示例圖圖3-6 3-6 沖擊波及其頻譜示意圖沖擊波及其頻譜示意圖第30頁/共61頁n （一）自由振動（一）自由振動n

17、（二）受迫振動（二）受迫振動n （三）振動體與共振（三）振動體與共振三、簡諧振動系統(tǒng) 第31頁/共61頁n （一）自由振動：（一）自由振動：無外力作用的振動無外力作用的振動無阻尼自由振動無阻尼自由振動有阻尼自由振動有阻尼自由振動圖圖3-8 3-8 彈簧自由振動示意圖彈簧自由振動示意圖 n在彈性系數(shù)為在彈性系數(shù)為k k的彈簧上的彈簧上 加一質(zhì)量加一質(zhì)量m m，使其產(chǎn)生位，使其產(chǎn)生位 移后輕輕放開，則彈簧移后輕輕放開，則彈簧 作作無阻尼自由振動無阻尼自由振動。 n實際振動系統(tǒng)有彈簧內(nèi)摩實際振動系統(tǒng)有彈簧內(nèi)摩 擦、滑動摩擦、空氣或水擦、滑動摩擦、空氣或水 的阻力等各種阻尼作用，的阻力等各種阻尼作用，

18、 是是有阻尼自由振動有阻尼自由振動。 第32頁/共61頁n （二）受迫振動：（二）受迫振動：在外力反復作用下的振動在外力反復作用下的振動無阻尼受迫振動無阻尼受迫振動有阻尼受迫振動有阻尼受迫振動圖圖3-11 3-11 受迫振動受迫振動 第33頁/共61頁n （三）振動體與共振（三）振動體與共振固有頻率固有頻率 共振發(fā)生的頻共振發(fā)生的頻率率共振烈度的表示共振烈度的表示振動體與共振頻率振動體與共振頻率第34頁/共61頁固有頻率固有頻率（也稱（也稱共振頻率共振頻率） p公害振動發(fā)生的主頻率范圍大約為公害振動發(fā)生的主頻率范圍大約為1 1100Hz100Hz。p長跨度橋、天線、電纜、建筑物等的固有頻率在此

19、范圍。長跨度橋、天線、電纜、建筑物等的固有頻率在此范圍。p設備安裝在房屋地板（樓板）上時，為了防止建筑物產(chǎn)設備安裝在房屋地板（樓板）上時，為了防止建筑物產(chǎn)生共振響應，需要對建筑物各構(gòu)件各自的固有頻率進行生共振響應，需要對建筑物各構(gòu)件各自的固有頻率進行估算。估算。p單自由度振動系的單自由度振動系的固有頻率固有頻率與與質(zhì)量質(zhì)量、勁度常數(shù)勁度常數(shù)及及衰衰減系數(shù)減系數(shù)相關。相關。p激振力的頻率與機械或構(gòu)筑物的固有頻率一致時，激振力的頻率與機械或構(gòu)筑物的固有頻率一致時，就會發(fā)生共振就會發(fā)生共振。第35頁/共61頁共振發(fā)生的頻率共振發(fā)生的頻率p即阻尼比即阻尼比 = 0= 0，頻率比，頻率比 = 1 = 1

20、 時，呈共振狀態(tài)時，呈共振狀態(tài) 理論上振幅為無窮大。理論上振幅為無窮大。無阻尼無阻尼 0/p阻尼比阻尼比 0 0時，隨時，隨 增大，最大位移振幅逐漸減小。增大，最大位移振幅逐漸減小。p最大振幅產(chǎn)生的頻率比為最大振幅產(chǎn)生的頻率比為p最大振幅產(chǎn)生的頻率為最大振幅產(chǎn)生的頻率為有阻尼有阻尼 200f12f22011 21 22ckcffmc21122kcmm（3-313-31） （3-333-33） 第36頁/共61頁共振烈度的表示共振烈度的表示0m a x12stxx（3-353-35）02112fQffQp共振烈度共振烈度：振動產(chǎn)生的最大位移振幅。振動產(chǎn)生的最大位移振幅。p通常的振動多是通常的振動

21、多是 1 1，則最大振幅倍率近似為，則最大振幅倍率近似為p共振烈度的強度共振烈度的強度 ：（3-363-36）p意義意義：表示共振點處振幅擴大為靜態(tài)位移的倍數(shù)表示共振點處振幅擴大為靜態(tài)位移的倍數(shù) p例，若例，若Q Q為為1010，則共振點處的振幅擴大為靜態(tài)位移的，則共振點處的振幅擴大為靜態(tài)位移的1010倍倍。第37頁/共61頁振動體與共振頻率振動體與共振頻率p橋梁、天線、各類機械及構(gòu)件等大多為棒狀振動體。橋梁、天線、各類機械及構(gòu)件等大多為棒狀振動體。p設棒狀體設棒狀體( (圓形、方形、矩形板條圓形、方形、矩形板條) )材料密度為材料密度為，彈性模量為彈性模量為E E，長度為，長度為l l，振動

22、體的共振頻率為基頻，振動體的共振頻率為基頻的整倍數(shù)的整倍數(shù)n n1 1，2 2，3 3，則，則p縱向共振頻率縱向共振頻率 （3-373-37）p橫向共振頻率橫向共振頻率式中，式中， 與棒橫截面半徑或厚度成正比的量。與棒橫截面半徑或厚度成正比的量。02nfEl2okfElk（3-383-38）第38頁/共61頁n （一）波動的產(chǎn)生（一）波動的產(chǎn)生n （二）共振引起的擴大（二）共振引起的擴大n （三）振動波的種類與形態(tài)（三）振動波的種類與形態(tài)n （四）波動沿地面的傳遞特（四）波動沿地面的傳遞特性性四、波動的產(chǎn)生與傳播 第39頁/共61頁p典型的振源：典型的振源：壓縮機、破碎機、自壓縮機、破碎機、自

23、動織布機、各種風鉆、振動輸送機動織布機、各種風鉆、振動輸送機等。等。n （一）波動的產(chǎn)生（一）波動的產(chǎn)生第40頁/共61頁n （二）共振引起的擴大（二）共振引起的擴大n（1 1）包括基礎在內(nèi)的機器質(zhì)量和支承基礎的支承）包括基礎在內(nèi)的機器質(zhì)量和支承基礎的支承彈簧引發(fā)的力的傳遞即為共振。彈簧引發(fā)的力的傳遞即為共振。n（2 2）波動傳遞過程中，可能發(fā)生因地質(zhì)構(gòu)造引起）波動傳遞過程中，可能發(fā)生因地質(zhì)構(gòu)造引起地基共振的現(xiàn)象。地基共振的現(xiàn)象。n3 3）從受振（即受損方）還須考慮與振源同樣的機）從受振（即受損方）還須考慮與振源同樣的機械或建筑及其支承引起的共振。械或建筑及其支承引起的共振。n（4 4）當機械

24、或建筑的部分或部件的固有頻率與傳）當機械或建筑的部分或部件的固有頻率與傳遞來的激振力頻率一致時，就會強烈共振遞來的激振力頻率一致時，就會強烈共振。第41頁/共61頁n （三）振動波的種類與形態(tài)（三）振動波的種類與形態(tài)p縱波縱波（壓縮波或疏密波壓縮波或疏密波）: :傳播速度快傳播速度快，在振源觀測時總是先到達觀測點，故也，在振源觀測時總是先到達觀測點，故也稱為稱為一次波一次波（Primary WavePrimary Wave，略作，略作P P波波）p縱波傳播以媒介體體積伸長或壓縮的形縱波傳播以媒介體體積伸長或壓縮的形式變化，質(zhì)點沿波的行進方向作前后運動式變化，質(zhì)點沿波的行進方向作前后運動。 p橫

25、波橫波（剪切波剪切波）: :又稱又稱二次波二次波（Secondary WSecondary Waveave，略作略作S S波波）p橫波中質(zhì)點運動與波的傳播方向垂直，橫波中質(zhì)點運動與波的傳播方向垂直，媒介體體積不發(fā)生變化媒介體體積不發(fā)生變化 。p實體波實體波（Body Wave）p瑞利波瑞利波（Rayleigh WaveRayleigh Wave）：最具代表）：最具代表性的表面波，在公害振動中起重要貢獻。性的表面波，在公害振動中起重要貢獻。p質(zhì)點運動與波的傳播方向垂直質(zhì)點運動與波的傳播方向垂直 p表面波表面波（Surface Wave）p樂甫波樂甫波( (Love wave)Love wave)

26、：在不同固體表面：在不同固體表面層內(nèi)發(fā)生的表面波。層內(nèi)發(fā)生的表面波。p質(zhì)點運動與波傳播方向垂直且水平移動質(zhì)點運動與波傳播方向垂直且水平移動。 圖圖3-14 3-14 振動波的種類與形振動波的種類與形態(tài)態(tài) 第42頁/共61頁n （三）振動波的種類與形態(tài)（三）振動波的種類與形態(tài)p在流體場中必須考慮媒介體的體積彈性，因在流體場中必須考慮媒介體的體積彈性，因此此n空氣中空氣中只發(fā)生縱波。只發(fā)生縱波。n液體表面液體表面發(fā)生以重力和表面張力為恢復力的橫發(fā)生以重力和表面張力為恢復力的橫波。波。n固體中固體中，體積變化的阻尼產(chǎn)生縱波；形變阻尼，體積變化的阻尼產(chǎn)生縱波；形變阻尼導致橫波產(chǎn)生。導致橫波產(chǎn)生。n在無

27、限大的媒介體中傳播的僅為縱波和橫波在無限大的媒介體中傳播的僅為縱波和橫波n在性質(zhì)完全不同的固體界面或固體與真空、固在性質(zhì)完全不同的固體界面或固體與真空、固體與氣體的界面產(chǎn)生表面波。體與氣體的界面產(chǎn)生表面波。 第43頁/共61頁n （四）波動沿地面的傳遞特（四）波動沿地面的傳遞特性性波動傳遞的順序波動傳遞的順序 波動的空間分布特征波動的空間分布特征波動隨距離的衰減波動隨距離的衰減波動的反射、折射和衍射波動的反射、折射和衍射第44頁/共61頁波動傳遞的順序波動傳遞的順序 圖圖3-15 3-15 振動波傳遞順序示意圖振動波傳遞順序示意圖 p作用于勻質(zhì)且廣闊的地表面上一點的純沖擊波，一般隨著作用于勻質(zhì)

28、且廣闊的地表面上一點的純沖擊波，一般隨著距離的增加，波形本身將產(chǎn)生變形。距離的增加，波形本身將產(chǎn)生變形。p假定波形傳播時保持原狀，則波動傳遞順序：假定波形傳播時保持原狀，則波動傳遞順序：n首先觀測到與地面平行的首先觀測到與地面平行的P P波，波，n其次是其次是S S波，波，n而后是具有與地面垂直振動分量的而后是具有與地面垂直振動分量的R R波。波。 第45頁/共61頁波動隨距離的衰減波動隨距離的衰減p距振源距振源r0的基準點與距離的基準點與距離r點的振幅比點的振幅比xr/x0為為nr000 xr20lg20rr lge 20lgxr（3-39）式中，式中， x xr r、x x0 0 分別為基

29、準點和距離分別為基準點和距離r r點的振動位移振幅；點的振動位移振幅； 地基的衰減常數(shù)；地基的衰減常數(shù)； n n與波動類型相關的參數(shù)，表面波與波動類型相關的參數(shù)，表面波n=1/2n=1/2。p式中右側(cè)第式中右側(cè)第1 1項是介質(zhì)吸收引起的衰減，每隔一定距離衰減一定項是介質(zhì)吸收引起的衰減，每隔一定距離衰減一定dBdB量；第量；第2 2項是波面擴展引起的衰減，若為表面波，則每倍程衰減項是波面擴展引起的衰減，若為表面波，則每倍程衰減3dB3dB。p振動以波動形式從振源傳遞到地面，隨波動距離增加逐漸減小，直至衰振動以波動形式從振源傳遞到地面，隨波動距離增加逐漸減小，直至衰滅滅p波的形態(tài)不同，波的形態(tài)不同

30、，n n值不同，波動隨距離值不同，波動隨距離r r的衰減也不同。的衰減也不同。第46頁/共61頁波動的反射、折射和衍射波動的反射、折射和衍射圖圖3-17 3-17 不同入射波的反射波和折射波不同入射波的反射波和折射波 p振動在固體中的反射、折射、衍射、透射基本原理同聲場；振動在固體中的反射、折射、衍射、透射基本原理同聲場；p復雜處在于固體中縱波、橫波、表面波共存，且傳播速度不同復雜處在于固體中縱波、橫波、表面波共存，且傳播速度不同。p圖示為圖示為P P波、波、S S波從固體介質(zhì)波從固體介質(zhì)1 1傳遞到固體介質(zhì)傳遞到固體介質(zhì)2 2的界面產(chǎn)生反射和折射的情況。的界面產(chǎn)生反射和折射的情況。p設設P

31、P波、波、S S波在介質(zhì)波在介質(zhì)1 1中的振動速度分別為中的振動速度分別為c cp1p1、c cs1s1，在介質(zhì)，在介質(zhì)2 2中的振動速度分別中的振動速度分別 為為c cp2p2、c cs2s2。 第47頁/共61頁波動的反射、折射和衍射波動的反射、折射和衍射p不同波的強度受不同波的強度受1 1c cplpl、1 1c cslsl、2 2c cp2p2、2 2c cs2s2的影的影響，介質(zhì)響，介質(zhì)1 1和介質(zhì)和介質(zhì)2 2的的cc比越大，材質(zhì)越相異，反比越大，材質(zhì)越相異，反射波就越強，折射波越減少。射波就越強，折射波越減少。p若界面的一側(cè)是氣體或液體，則其中只存在若界面的一側(cè)是氣體或液體，則其中

32、只存在P P波即波即壓縮波壓縮波( (縱波縱波) )，界面阻抗顯著變化，相互折射顯著，界面阻抗顯著變化，相互折射顯著減少，與聲場情況相同。減少，與聲場情況相同。p若為固若為固- -固界面，即使是異質(zhì)材料，阻抗變化也很固界面，即使是異質(zhì)材料，阻抗變化也很小，振動易于導入，折射透過也相當大小，振動易于導入，折射透過也相當大。第48頁/共61頁二、環(huán)境振動標準 三、城市區(qū)域環(huán)境振動標準 一、振動的評價 第三節(jié) 振動的評價與標準第49頁/共61頁1.1.位移、速度和加速度位移、速度和加速度 2.2.振動級振動級 一、振動的評價 第50頁/共61頁1.1.位移、速度和加速度位移、速度和加速度 p振動的振

33、動量：振動的振動量：是指是指 被測系統(tǒng)在選定點上被測系統(tǒng)在選定點上 選定方向的運動量。選定方向的運動量。 p位移、速度和加速度位移、速度和加速度的換算關系的換算關系（p118p118圖圖3-20 3-20 ）描述振動量的基本參數(shù)描述振動量的基本參數(shù) 10Hz10Hz 2 2 0.160.16/s/s 2.5m 2.5m 圖圖3-20 3-20 振動量換算圖振動量換算圖 第51頁/共61頁2.2.振動級振動級 p振動加速度級振動加速度級定義為定義為20lgearefaLa（3-423-42） 式中：式中：加速度有效值，加速度有效值，m/sm/s2 2，對簡諧振動對簡諧振動 ； 加速度參考值，加速

34、度參考值，m/sm/s2 2，國外一般取國外一般取 ，我，我 國取國取 。 ea12eaarefa621 10/refam s 521 10/refam s p一般用機械振動參數(shù)級來描述振動的強度，單位一般用機械振動參數(shù)級來描述振動的強度，單位為分貝（為分貝（dBdB）。）。p在環(huán)境振動測量中，一般選用振動加速度級和振在環(huán)境振動測量中，一般選用振動加速度級和振動級作為振動強度參數(shù)。動級作為振動強度參數(shù)。 第52頁/共61頁2.2.振動級振動級 p人體對振動的感覺有人體對振動的感覺有關因素關因素p振動振動頻率頻率的高低、的高低、p振動振動加速度加速度的大小的大小p振動環(huán)境中振動環(huán)境中暴露時間暴露

35、時間p振動的方向振動的方向p綜合諸多因素，國際標準綜合諸多因素，國際標準化組織建議采用化組織建議采用等感度曲等感度曲線（線（圖圖3-21）。圖圖3-21 3-21 等感度曲線等感度曲線 第53頁/共61頁于是，由式（于是，由式（3-43 3-43 ）求得）求得2 2臺機器同時工作時的臺機器同時工作時的振動加速度級為振動加速度級為 【例例3-13-1】2 2臺機器各自工作時，在某點測得的振動加臺機器各自工作時，在某點測得的振動加速度有效值分別為速度有效值分別為2.682.681010-2-2m/sm/s2 2和和3.623.621010-2-2m/sm/s2 2，試求試求2 2臺機器同時工作時的

36、振動加速度級。臺機器同時工作時的振動加速度級。解：解：2 2臺機器同時工作時的振動加速度有效值為臺機器同時工作時的振動加速度有效值為22222ea2.683.62104.5 10m/s2ea5ref3a4.5 10L20log20loga1020log4.5+20log10136073dB第54頁/共61頁p感覺閾感覺閾：人體剛剛能夠感覺到振動，對人體無影響；人體剛剛能夠感覺到振動，對人體無影響；p不舒服閾：使人感到不舒服；不舒服閾：使人感到不舒服；p疲勞閾：使人感到疲勞，工作效率降低。工況下以此閾疲勞閾：使人感到疲勞，工作效率降低。工況下以此閾為標準，超過者即認為存在振動污染；為標準，超過者

37、即認為存在振動污染；p危險閾：此時振動會使人產(chǎn)生病變。危險閾：此時振動會使人產(chǎn)生病變。 p在生理學中，振動強度習慣以在生理學中，振動強度習慣以g g（ ）為）為單位表示加速度。據(jù)此，人體對振動的感覺標準為單位表示加速度。據(jù)此，人體對振動的感覺標準為2/80665. 9smg p振動強弱對人體的影響大致可分為四種情況：振動強弱對人體的影響大致可分為四種情況：p剛剛感到振動是；剛剛感到振動是；p不愉快的感覺是；不愉快的感覺是；p不可容忍感是。不可容忍感是。 第55頁/共61頁p國際標準化組織國際標準化組織推薦使用推薦使用ISO2631/1ISO2631/119851985標準作標準作為評價人體在振動環(huán)境中疲勞界限標準。為評價人體在振動環(huán)境中疲勞界限標準。p我國根據(jù)