第一講汽車振動噪聲與控制緒論

第一講汽車振動噪聲與控制-緒論2023/12/27第一講汽車振動噪聲與控制緒論2緒論振動的定義機(jī)械振動的兩方面效果噪聲現(xiàn)象振動與噪聲控制的方法研究領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)及參考書目課程安排第一講汽車振動噪聲與控制緒論31.振動的定義振動是表征一種運(yùn)動的物理量在平衡位置附近作時(shí)而增大時(shí)而減小的反復(fù)變化。第一講汽車振動噪聲與控制緒論2.機(jī)械振動的兩方面效果破壞：美國TacomaNarrow吊橋在中等風(fēng)速下，因共振倒塌(氣流與大橋共振)利用：振動的篩選，振動沉樁等第一講汽車振動噪聲與控制緒論振動的利用鐘表振動壓路機(jī)混凝土導(dǎo)振器手機(jī)振動裝置振動篩上課老師聽不到而學(xué)生聽得到的手機(jī)響鈴？第一講汽車振動噪聲與控制緒論地震地球表層的快速振動－－位移變化影響車船振動（加速度影響）車輛平順性-座墊處振動加速度評價(jià)（加權(quán)加速度）0.315m/(s*s),沒有不舒適0.315—0.63，有一些不舒適0.5—1.0,比較不舒適0.8—1.6，不舒適1.25—2.5，很不舒適>2.0,極不舒適=>9.8呢，會是什么現(xiàn)象？機(jī)床振動－－降低機(jī)床的精度，產(chǎn)生誤動作，影響其性能機(jī)械噪聲－－紡織廠工人耳聾耳背、鉆孔機(jī)、打樁機(jī)、導(dǎo)振器等遇到氣流時(shí)飛行中的飛機(jī)－－氣流引起的共振導(dǎo)致飛機(jī)折翼遇到海浪時(shí)航行中的輪船－－海浪引起的共振引起輪船斷裂導(dǎo)彈遇到空氣流引起的振動－－會影響導(dǎo)彈的命中率振動的危害第一講汽車振動噪聲與控制緒論對人體的影響（頻率）全身振動的生理反應(yīng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)風(fēng)吹橋垮加工精度駕駛穩(wěn)定瞄準(zhǔn)精度影響結(jié)構(gòu)疲勞壽命第一講汽車振動噪聲與控制緒論(1)Tacoma峽谷大橋(1940.7.1－－1940.11.07)(BarneyElliot,HarbineMonroe)舞動的格蒂第一講汽車振動噪聲與控制緒論Tacoma大橋坍塌事故第一講汽車振動噪聲與控制緒論強(qiáng)壯的格蒂－－1950今天的塔科馬海峽大橋－－2007第一講汽車振動噪聲與控制緒論卡門渦街流體繞過非流線形物體時(shí)，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋?？ㄩT渦街是粘性不可壓縮流體動力學(xué)所研究的一種現(xiàn)象。流體繞流高大煙囪、高層建筑、電線、油管道和換熱器的管束時(shí)都會產(chǎn)生卡門渦街。出現(xiàn)渦街時(shí)，流體對物體會產(chǎn)生一個(gè)周期性的交變橫向作用力。如果力的頻率與物體的固有頻率相接近，就會引起共振，甚至使物體損壞。這種渦街曾使?jié)撍У臐撏R失去觀察能力，海峽大橋受到毀壞，鍋爐的空氣預(yù)熱器管箱發(fā)生振動和破裂。但是利用卡門渦街的這種周期的、交替變化的性質(zhì)，可制成卡門渦街流量計(jì)，通過測量渦流的脫落頻率來確定流體的速度或流量。第一講汽車振動噪聲與控制緒論卡門渦街（Kármánvortexstreet）卡門渦街是指流體繞過非流線形物體時(shí)，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋

共振第一講汽車振動噪聲與控制緒論英國渡橋電廠冷卻塔(1965)塔高122m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1965年11月1日，英國渡橋電廠的8座冷卻塔在8級風(fēng)中倒掉了3座．1973年9月27日，英國Ardeer又在大風(fēng)中倒掉了1座冷卻塔。－－共振日本核試驗(yàn)引起的地震第一講汽車振動噪聲與控制緒論第一講汽車振動噪聲與控制緒論馮卡門1954年在《空氣動力學(xué)的發(fā)展》一書中寫道塔科瑪海峽大橋的毀壞，是由周期性漩渦的共振引起的。設(shè)計(jì)的人想建造一個(gè)較便宜的結(jié)構(gòu)，采用了平鈑來替代桁架作為邊墻。不幸，這些平鈑引起了渦旋的發(fā)放，使橋身開始扭轉(zhuǎn)振動。這一大橋的破壞現(xiàn)象，是振動與渦旋發(fā)生共振引起的。Tacoma大橋主要是基于靜強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)，對于動力學(xué)特性沒有充分考慮。在工程設(shè)計(jì)中靜力學(xué)設(shè)計(jì)與動力學(xué)設(shè)計(jì)同等重要Tacoma大橋坍塌原因第一講汽車振動噪聲與控制緒論3.噪聲現(xiàn)象

振動是噪聲的主要來源，同時(shí)振動通過基礎(chǔ)傳向各方，而從環(huán)境工程的角度講振動污染是指對人體及生物帶來有害的影響。第一講汽車振動噪聲與控制緒論第一講汽車振動噪聲與控制緒論振動噪聲對人體危害1.暈動病暈動病，是暈車、暈船、暈機(jī)等的總稱。它是指乘坐交通工具時(shí)，人體內(nèi)耳前庭平衡感受器受到過度運(yùn)動刺激，前庭器官產(chǎn)生過量生物電，影響神經(jīng)中樞而出現(xiàn)的出冷汗、惡心、嘔吐、頭暈等癥狀群。

第一講汽車振動噪聲與控制緒論2.振動病

長期接觸強(qiáng)烈振動，可引起一種手部血管痙攣、骨關(guān)節(jié)改變和神經(jīng)末梢感覺障礙為突出特征的疾病，稱為振動病，也成振動性白指或職業(yè)性雷諾現(xiàn)象。主要表現(xiàn)：夜間手劇痛，振動覺、溫?zé)嵊X、痛覺障礙，手指呈節(jié)段性蒼白或白斑樣分布?；颊吒杏X手指麻木、僵硬，有蟻行感。第一講汽車振動噪聲與控制緒論3.司機(jī)：受振動危害的職業(yè)之一司機(jī)是長期工作在振動環(huán)境的人，據(jù)日本對370名拖拉機(jī)司機(jī)的的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)、胸部和腰椎發(fā)生病變的比例分別為71％、52％和8％。腰椎和胸部同時(shí)發(fā)生病變比例達(dá)到40％，工作10年以上人病變比例達(dá)到80％。第一講汽車振動噪聲與控制緒論6.次聲(頻率為0.0001Hz～20Hz的聲波) 1890年，一艘名叫“馬爾波羅號”帆船在從新西蘭駛往英國的途中，突然神秘地失蹤了。20年后，人們在火地島海岸邊發(fā)現(xiàn)了它。奇怪的是，船上的東西都原封未動，完好如初。船長航海日記的字跡仍然依稀可辨；就連那些死已多年的船員，也都“各在其位”，保持著當(dāng)年在崗時(shí)的“姿勢”。第一講汽車振動噪聲與控制緒論原因馬六甲海峽慘案，是因?yàn)樨洿隈偨摵{時(shí)，恰遇海上起了風(fēng)暴。風(fēng)暴與海浪摩擦，產(chǎn)生了次聲波。次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。第一講汽車振動噪聲與控制緒論汽車振動噪聲因?yàn)槲灰七^大可能引起結(jié)構(gòu)各部件之間的相互干涉，比如汽車的輪軸與大梁因?yàn)檎駝佣l繁碰撞，造成大梁過早損害，并危及行車安全。汽車在運(yùn)行過程中各總稱部件都要產(chǎn)生噪聲為了研究上的方便，常將汽車噪聲按其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類，即燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、氣流噪聲(發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣)

第一講汽車振動噪聲與控制緒論5.振動與噪聲的控制方法1、消振（聲）2、隔振（聲）3、結(jié)構(gòu)改進(jìn)第一講汽車振動噪聲與控制緒論噪聲的控制依據(jù)：聲源振動產(chǎn)生聲音空氣等介質(zhì)的傳播耳膜的振動第一講汽車振動噪聲與控制緒論噪聲的控制減少噪聲的主要途徑有：①控制噪聲聲源

②阻斷噪聲傳播

③在人耳處減弱噪聲

改變、減少或停止聲源振動隔聲、吸聲和消聲戴護(hù)耳器，如耳塞、耳罩、頭盔等第一講汽車振動噪聲與控制緒論消聲器第一講汽車振動噪聲與控制緒論消聲門第一講汽車振動噪聲與控制緒論消聲室汽車性能測試第一講汽車振動噪聲與控制緒論醫(yī)學(xué)測試第一講汽車振動噪聲與控制緒論用途：(工業(yè))控制室、設(shè)備間、精密儀器檢測、測試(民用)醫(yī)學(xué)檢查、科學(xué)研究、音樂練習(xí)、聽力測試某電子廠隔聲測試房惠而浦公司在線噪聲測試房隔聲房第一講汽車振動噪聲與控制緒論

雖然各個(gè)不同領(lǐng)域中的現(xiàn)象雖然各具特色，但往往有著相似的數(shù)學(xué)力學(xué)描述。正是在這個(gè)共性基礎(chǔ)上，有可能建立某種統(tǒng)一的理論來處理各種振動問題。借助數(shù)學(xué)、物理、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算技術(shù)，探討各種振動現(xiàn)象，闡明振動的基本規(guī)律，以便克服振動的消極因素，利用其積極因素，為合理解決各種振動問題提供理論依據(jù)。學(xué)習(xí)振動理論的目的之一：動態(tài)分析和設(shè)計(jì)的需要掌握振動的基本理論和分析方法，用以確定和限制振動對工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械產(chǎn)品的性能、壽命和安全的有害影響。第一講汽車振動噪聲與控制緒論學(xué)習(xí)振動理論的目的之一：解決汽車NVH問題的需要現(xiàn)代汽車的技術(shù)發(fā)展方向主要包括：安全、環(huán)保、信息化、低成本和舒適性。其中，舒適性的提高主要依賴NVH技術(shù)的發(fā)展和支持?！癗VH是汽車工業(yè)角逐的新戰(zhàn)場，它向消費(fèi)者有力地證明了產(chǎn)品的質(zhì)量?！?/p>

第一講汽車振動噪聲與控制緒論汽車NVH的含義汽車NVH（Noise、Vibration、Harshness）問題即汽車的噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。有統(tǒng)計(jì)資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關(guān)系，而國際上各大汽車公司有近20%的研發(fā)費(fèi)用消耗在解決車輛的NVH問題上。第一講汽車振動噪聲與控制緒論汽車NVH研究現(xiàn)狀汽車NVH的含義國外研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀第一講汽車振動噪聲與控制緒論國外研究現(xiàn)狀具有汽車NVH的正向開發(fā)能力具有先進(jìn)的汽車NVH測試、分析方法和條件具有解決汽車NVH問題的豐富經(jīng)驗(yàn)第一講汽車振動噪聲與控制緒論具有汽車NVH的正向開發(fā)能力

1)具有專門的噪聲研究及設(shè)計(jì)隊(duì)伍,把低噪聲汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造作為產(chǎn)品開發(fā)的主要目標(biāo)之一,從整車到零部件及總成均制定了相應(yīng)的控制目標(biāo)。從設(shè)計(jì)、工藝、制造等各個(gè)環(huán)節(jié)都圍繞實(shí)現(xiàn)低噪聲產(chǎn)品而開展。在技術(shù)方法上,國外已研究并成功應(yīng)用了一系列的先進(jìn)設(shè)計(jì)、分析和測試方法,如在設(shè)計(jì)階段,采用先進(jìn)的聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件,如SysNoise等進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)；在聲源識別及結(jié)構(gòu)聲場耦合方面的研究,也已采用和形成了一系列基本成熟的技術(shù)和方法,如傳遞函數(shù)測量(FRF)、有限元法(FEM)、邊界元法(BEM)、傳遞途徑分析(TPA)、統(tǒng)計(jì)能量分析(SEM)、聲強(qiáng)法(SI)、聲全息法（NAH）等。

第一講汽車振動噪聲與控制緒論2)汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家經(jīng)過長期的研究和實(shí)驗(yàn)積累，已經(jīng)形成了一套相對成熟的汽車噪聲振動分析、控制和產(chǎn)品聲學(xué)設(shè)計(jì)方法，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的聲學(xué)性能進(jìn)行分析評價(jià)和修改，實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的動態(tài)擇優(yōu)聲學(xué)設(shè)計(jì)。第一講汽車振動噪聲與控制緒論國內(nèi)研究現(xiàn)狀起步較晚，進(jìn)步很快汽車NVH測試分析能力及工程實(shí)施方面提高很快汽車NVH正向開發(fā)能力非常薄弱第一講汽車振動噪聲與控制緒論國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的NVH理論研究和實(shí)驗(yàn)研究起步較晚，在上世紀(jì)末期才有些汽車廠家對汽車變速箱、動力總成、懸置系統(tǒng)等部件的NVH特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，還沒有達(dá)到對汽車整NVH特性研究的高度和深度。合資汽車生產(chǎn)企業(yè)采用了外方母公司引進(jìn)或推薦的軟硬件，構(gòu)成最基本的振動噪聲分析系統(tǒng)，主要工作是采用商用分析軟件，測試分析車輛的噪聲指標(biāo)。在NVH方面基本上沒有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)在汽車工業(yè)界應(yīng)用。國內(nèi)開展該領(lǐng)域研究較早的單位有上海交大、合肥工業(yè)大學(xué)、上海泛亞、上海同濟(jì)同捷科技股份有限公司、吉林大學(xué)、清華大學(xué)，取得了不錯(cuò)的成績。第一講汽車振動噪聲與控制緒論振動基礎(chǔ)信號處理相關(guān)軟件

振動與噪聲控制研究領(lǐng)域41第一講汽車振動噪聲與控制緒論振動基礎(chǔ)基礎(chǔ)力學(xué)理論：

材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、強(qiáng)度理論、計(jì)算力學(xué)及相關(guān)應(yīng)用一般力學(xué)和振動理論:

靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、穩(wěn)定性、線性、非線性、自激、隨機(jī)振動、轉(zhuǎn)子動力學(xué)等...第一講汽車振動噪聲與控制緒論數(shù)學(xué)與非線性科學(xué)：

非線性科學(xué)、現(xiàn)代調(diào)和分析與分形數(shù)學(xué)理論、微分幾何與群論算子理論、應(yīng)用數(shù)學(xué)...結(jié)構(gòu)可靠性及優(yōu)化設(shè)計(jì)：系統(tǒng)可靠性理論、表征及分析方法，優(yōu)化方法、各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及其具體實(shí)現(xiàn)...控制理論及應(yīng)用：減振、隔振、阻振、消振，各種控制理論及應(yīng)用及其在動力學(xué)中的應(yīng)用...第一講汽車振動噪聲與控制緒論NVH及振動利用工程：

探討NVH行業(yè)實(shí)際工程問題、振動利用技術(shù)...聲學(xué)基礎(chǔ)及噪聲治理

聲學(xué)相關(guān)的各種基礎(chǔ)理論，沖擊和機(jī)械噪聲、建筑聲學(xué)、水聲學(xué)、電聲學(xué)治理...第一講汽車振動噪聲與控制緒論信號處理振動實(shí)驗(yàn)與測試技術(shù)：

智能化測試儀器及傳感器、振動、沖擊、噪聲的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法...信號處理方法：

各種信號處理方法及其實(shí)現(xiàn)、參數(shù)提取、模型分析以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制、應(yīng)用等...人工智能與模式識別：

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、人工免疫算法、支持向量機(jī)、模式識別、機(jī)器視覺等...故障診斷及健康監(jiān)測：

機(jī)械故障診斷技術(shù)基礎(chǔ)理論、方法及應(yīng)用、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、損傷識別等技術(shù)...第一講汽車振動噪聲與控制緒論軟件計(jì)算流體力學(xué)：

Fluent、Gambit、Cfx、Numeca、STAR-CD、Phoenics、FEPG、Icem-cfd等軟件聲學(xué)分析軟件：sysnoise、AutoSea、EASA、VeryCD、RAMSETE等聲學(xué)分析..