物理性污染控制之振動污染及其控制概述

1、鉚釘機、鑿巖機、搗固機等。鉚釘機、鑿巖機、搗固機等。 電動工具：電動工具：電鉆、砂輪機、銑床等。電鉆、砂輪機、銑床等。 煤礦工人使用電鉆打眼煤礦工人使用電鉆打眼工人使用砂輪機打磨工件工人使用砂輪機打磨工件工工人人使使用用風(fēng)風(fēng)鉆鉆打打眼眼鐵道工人使用搗固機夯實鐵軌鐵道工人使用搗固機夯實鐵軌l （2）全身振動）全身振動一般為低頻率大振幅振動一般為低頻率大振幅振動 振動強度大、時間長，則可產(chǎn)生多器官、系統(tǒng)振動強度大、時間長，則可產(chǎn)生多器官、系統(tǒng)的不良影響，如機械性損傷，呼吸增強、低碳酸血的不良影響，如機械性損傷，呼吸增強、低碳酸血癥，交感神經(jīng)緊張，抑制胃酸分泌和胃腸蠕動，作癥，交感神經(jīng)緊張，抑制胃酸

2、分泌和胃腸蠕動，作業(yè)能力與工效降低。業(yè)能力與工效降低。 亦稱暈動病，由不同方向的振動加速亦稱暈動病，由不同方向的振動加速度反復(fù)過度刺激前庭器官所引起的一系列急性反應(yīng)度反復(fù)過度刺激前庭器官所引起的一系列急性反應(yīng)癥狀?；颊呦瘸霈F(xiàn)疲勞，出冷汗，面色蒼白等，繼癥狀?；颊呦瘸霈F(xiàn)疲勞，出冷汗，面色蒼白等，繼之眩暈、惡心、嘔吐，甚至血壓下降，視物模糊，之眩暈、惡心、嘔吐，甚至血壓下降，視物模糊，頻繁嘔吐還可引起水電解質(zhì)紊亂，少數(shù)嚴重反應(yīng)者頻繁嘔吐還可引起水電解質(zhì)紊亂，少數(shù)嚴重反應(yīng)者甚至出現(xiàn)休克。甚至出現(xiàn)休克。2、振動對構(gòu)建物的危害、振動對構(gòu)建物的危害2010年年5月月22日，歐洲最長大橋日，歐洲最長大橋俄羅

3、斯境俄羅斯境內(nèi)長達內(nèi)長達7公里的伏爾加河大橋發(fā)生離奇晃動公里的伏爾加河大橋發(fā)生離奇晃動戰(zhàn)神突破音障戰(zhàn)神突破音障2000年亞特蘭蒂斯號航天飛機升空時突破音障瞬間年亞特蘭蒂斯號航天飛機升空時突破音障瞬間XOFFXOXO合Fkxmk xxmka2 0222xdtxd0 xdtxd222 tx圖圖tvtaTAA2A2AxvatttAAoooTT)cos(tAx0取取2T)2cos(tA)sin(tAv)cos(2tA)cos(2tAa3、簡諧振動的振幅、周期、頻率和相位、簡諧振動的振幅、周期、頻率和相位由初始條件確定由初始條件確定)(cos)cos(00tTAtAx單位時間內(nèi)物體所作完全運動的次數(shù)。單

4、位時間內(nèi)物體所作完全運動的次數(shù)。21T2020)(vxA22T相位相位 ：決定簡諧運動狀態(tài)的物理量。決定簡諧運動狀態(tài)的物理量。)(0t初相位初相位 ：t =0 時的相位。時的相位。021xxx)cos(tAx)cos(111tAx)cos(222tAx11A1xx0Ax2x2A222112211coscossinsintanAAAA)cos(212212221AAAAAxxtooA21AAA1A2AT212k), 2 1 0( ，k xxtoo21AAAT2A1AA) 12(12k) , 1 0( ，ktAxcos11)cos(22tAx2121AAAAA合振動頻率合振動頻率 振幅部分振幅部分

5、 AtAtAxxx2211212cos2cos21AA 2112討論討論 , , 的情況的情況 ttAx22cos)22cos2(1212tAtAx111112coscostAtAx222222coscos21xxx1max2AA0minA2212T121T121222ww拍頻拍頻( (振幅變化的頻率振幅變化的頻率) ) 大多是沖壓、錘鍛之類的物體碰撞、下落運動產(chǎn)大多是沖壓、錘鍛之類的物體碰撞、下落運動產(chǎn)生的振動。所謂沖擊是指給予系統(tǒng)的激勵，與該系統(tǒng)生的振動。所謂沖擊是指給予系統(tǒng)的激勵，與該系統(tǒng)的固有振動周期相比，這種激勵能在很短時間內(nèi)終結(jié)。的固有振動周期相比，這種激勵能在很短時間內(nèi)終結(jié)。諧振

6、系統(tǒng)諧振系統(tǒng) 。1 1、無阻尼自由振動、無阻尼自由振動 諧振子諧振子 當(dāng)回復(fù)力與位移成正比而反向時，所作的無阻尼當(dāng)回復(fù)力與位移成正比而反向時，所作的無阻尼自由振動才是自由振動才是簡諧振動簡諧振動，這時，振動周期和頻率完全，這時，振動周期和頻率完全取決于振動系統(tǒng)本身的各個參量，稱為取決于振動系統(tǒng)本身的各個參量，稱為kWkWstst/kxxkWFWdtxdmst)(22txx00cosmk0kmT200 2fmkf2102121212211111 )11(kkkkmgkkmgkmgkmgstststststst)(2121kkmkkmknmkkmkn21ststkFkF2211,steqstkkk

7、FFmg)(212121kkktxFddccvftxkxtxmddcdd22引入引入 阻尼因子阻尼因子 0c/cC = 0，為無阻尼振動；，為無阻尼振動；C增大，阻尼增大的振動；增大，阻尼增大的振動；C C0，無振動（，無振動（C0為臨界阻尼系數(shù)）。為臨界阻尼系數(shù)）。1110 xO臨界阻尼臨界阻尼過阻尼過阻尼欠阻尼欠阻尼過阻尼過阻尼臨界阻尼臨界阻尼t(yī)（二）受迫振動（二）受迫振動 物體在周期性外力持續(xù)作用下發(fā)生的振動物體在周期性外力持續(xù)作用下發(fā)生的振動稱為稱為受迫振動受迫振動。（1）振動微分方程）振動微分方程激激振振力力的的初初相相位位激激振振力力的的圓圓頻頻率率力力幅幅簡簡諧諧激激振振力力Ht

8、HF)sin()sin(22tHkxdtxdm)sin(2022thxdtxdmHhmk20: :令令特特解解通通解解2121; xxxxx，)sin(01tAx)sin(2tbx)sin()sin()sin(202thtbtb220hb)sin()sin(2200thtAx（2）受迫振動的振幅）受迫振動的振幅220hbkHhb2000( (1 1) )若若bb,0 00 0單單調(diào)調(diào)上上升升率率隨隨頻頻振振幅幅0 0( (2 2) )若若0,bb增增大大而而減減小小隨隨頻頻率率振振幅幅( (3 3) )若若0 0幅幅頻頻特特性性曲曲線線（3）共振現(xiàn)象）共振現(xiàn)象無阻尼系統(tǒng)發(fā)生共振時，振幅隨時間無

9、限增大。無阻尼系統(tǒng)發(fā)生共振時，振幅隨時間無限增大。簡簡諧諧激激振振力力tHFsintHdtdxckxdtxdmsin22thxdtdxndtxdsin22022mHhmcnmk,2,20: :令令)sin()sin(e220tbtnAxnt衰減振動；衰減振動；受迫振動受迫振動。位移振幅倍率0 0阻阻尼尼比比頻頻率率比比bb00n220011)(11bb 幅頻特性與相頻特性幅頻特性與相頻特性 幅頻特性與相頻特性幅頻特性與相頻特性 往復(fù)運動、旋轉(zhuǎn)運動等周期性運動產(chǎn)生的激振力往復(fù)運動、旋轉(zhuǎn)運動等周期性運動產(chǎn)生的激振力直接作用于介質(zhì)，就會發(fā)生振動，而振動以波動的形直接作用于介質(zhì)，就會發(fā)生振動，而振動以

10、波動的形式遷移，或?qū)⒅芷谛宰饔昧κ┘拥狡渌考蚧?，式遷移，或?qū)⒅芷谛宰饔昧κ┘拥狡渌考蚧?，形成振源。如：壓縮機、風(fēng)鉆、振動輸送機等。形成振源。如：壓縮機、風(fēng)鉆、振動輸送機等。五、波動的產(chǎn)生與傳播五、波動的產(chǎn)生與傳播 (1) 機器質(zhì)量和支承彈簧引發(fā)的共振一般為多自機器質(zhì)量和支承彈簧引發(fā)的共振一般為多自由度共振，由度共振， 除上下的振動外，還有因回轉(zhuǎn)振動而引除上下的振動外，還有因回轉(zhuǎn)振動而引起的共振。起的共振。 (3) 建筑物整體或部分會發(fā)生共振現(xiàn)象，從而建筑物整體或部分會發(fā)生共振現(xiàn)象，從而使振動擴大。使振動擴大。 (4) 當(dāng)機械或建筑的部分部件的固有頻率與傳遞當(dāng)機械或建筑的部分部件的固有頻率與傳遞來的激振力頻率一致時，就會發(fā)生強烈共振。來的激振力頻率一致