声学 · 振动 · 信号处理 · 噪声控制 · 消声器(GB/T 20431) · 标准测量
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声波在介质中引起的压强相对于静压的起伏量。人耳可闻的基准声压为 20 μPa。
声压与基准声压之比的对数量度:L_p = 20·lg(p/p₀),p₀ = 20 μPa。工程中最常用的噪声表征量。
关联标准 →声源单位时间向外辐射的总声能,是声源自身固有属性,不随测点位置变化。
在规定时间 T 内,与起伏噪声能量相等的稳态声级。中国环境噪声标准的核心评价量。
关联标准 →L_max 为测量时段内的最大有效值声级;L_peak 为瞬时峰值声压级(常用 C 计权),用于冲击噪声评价。
倍频程上下限频率比为 2:1,1/3 倍频程为 2^(1/3):1。频谱分析与降噪设计的标准频带划分。
被材料吸收的声能与入射声能之比,取值 0–1。降噪系数 NRC 为 250/500/1000/2000 Hz 的算术平均。
构件对空气声的隔绝能力,R = 10·lg(1/τ)。R_w 为按参考曲线计权的单值评价量。
关联标准 →现场测量的房间之间隔声性能单值评价量,已对接收室混响时间做标准化修正。
关联标准 →反映人耳主观音量感受的心理声学量。1 sone = 40 phon = 1 kHz 纯音 40 dB。
尖锐度(Sharpness)、粗糙度(Roughness)、抖动度(Fluctuation Strength)等,用于评价噪声的主观烦恼度而非单纯响度。
振动三要素,互为微积分关系。低频关注位移,中频关注速度,高频关注加速度。
关联标准 →信号能量的有效值度量,与振动能量直接相关,是振动烈度评价的基础统计量。
峰值与 RMS 之比。轴承早期点蚀等冲击性故障会使峰值因数显著上升。
结构自由振动的频率,由质量与刚度决定:f_n = (1/2π)·√(k/m)。
实际阻尼与临界阻尼之比,决定共振峰高度与衰减速度。半功率带宽法:ζ = Δf/(2f_n)。
激励频率接近固有频率时响应急剧放大的现象,是振动故障与结构噪声的首要成因。
识别结构固有频率、阻尼比与振型的方法,分为试验模态(EMA)与计算模态(FEA)。
输出响应与输入激励的复数比值,是模态参数识别的基础数据。
隔振系统输出与输入的幅值比。仅当频率比 f/f_n > √2 时才有隔振效果(T < 1)。
η = (1 − T) × 100%,工程隔振设计的直接目标量。
结构在动态激励下的刚度特性,随频率变化,是隔振元件与车身 NVH 设计的关键参数。
以 10⁻⁶ m/s² 为基准的加速度对数量度,用于环境振动评价。
以转速的倍数(阶次)而非绝对频率描述频谱,适用于变转速旋转机械的噪声与振动溯源。
转速–频率–幅值三维图,用于识别转速相关阶次成分与共振穿越点。
在实际工况激励下测得的结构变形分布,不分离模态,直观显示振动最剧烈的部位。
将时域信号转换为频谱的高效算法,是噪声振动频域分析的基础工具。
Δf = 1/T = f_s/N。采样时长越长,分辨率越高;与实时性存在取舍。
Hanning(通用)、Hamming、Flattop(幅值精度高)、矩形窗(瞬态信号)。用于抑制截断带来的频谱泄漏。
信号非整周期截断导致能量向邻近谱线扩散的现象,通过加窗抑制。
采样率不足时高频成分伪装为低频。必须配抗混叠低通滤波器,工程上取 f_s ≥ 2.56 f_max。
线性平均(降随机噪声)、指数平均(跟踪时变)、峰值保持(捕捉极值)三种常用模式。
衡量输出与输入的线性因果程度。γ² < 0.8 时 FRF 数据可信度低,提示存在噪声或非线性。
单位带宽内的信号功率,用于随机振动描述,其值不随分析带宽变化。
提取高频共振带的调制包络后再做 FFT,是滚动轴承早期故障诊断的标准方法。
对对数功率谱再做傅里叶变换,用于识别谐波族与边频带间隔,常用于齿轮箱诊断。
利用多孔材料、共振结构将声能转化为热能,主要降低混响声,对直达声无效。
阻性(吸声材料,宽频中高频)、抗性(膨胀腔/共振腔,低频窄带)、复合型三类,用于管道气流噪声。
将声源整体封闭的降噪措施,需同步解决散热、观察与检修开口的声桥问题。
阻断声传播路径的构筑物,降噪量取决于菲涅尔数(绕射路程差与波长之比)。
自由阻尼层(FLD)与约束阻尼层(CLD),抑制薄板结构的弯曲振动与声辐射。
附加质量–弹簧–阻尼子系统,调谐至目标频率以吸收主结构共振能量。
产生反相声波抵消原噪声,对低频(<500 Hz)效果显著,广泛用于车载与耳机。
通过亚波长人工微结构实现负等效模量/密度,可在薄结构上实现低频强吸收或隔离。
IL:加装降噪措施前后同一点声级差;TL:构件入射与透射声功率级差;NR:声源室与接收室声压级差。三者定义不同,不可混用。
工业企业厂界处的噪声排放限值,按所在功能区分类考核,并对偶发/周期噪声设最大声级限值。
关联标准 →本栏目术语依据 GB/T 20431—2006《声学 消声器噪声控制指南》(等同采用 ISO 14163:1999)的词汇与性能指标整理;其中「消声器」「插入损失/传递损失」已在其他栏目收录,此处不再重复,仅补充标准明确定义的消声器类型与专属性能指标。
串联或并联阻性段与抗性段,兼顾中高频与低频,宽频带消声、消声量大;但结构复杂、压力损失较大、内部清洗与更换吸声材料较困难。
关联标准 →以孔径小于 1 mm 的金属薄板(穿孔率约 1%–3%)+ 背腔构成全金属无纤维结构,中频有效,耐高温、耐腐蚀、可水洗,适用于洁净度要求高的场合。
关联标准 →在指定受声点处安装消声器前后的声压级之差;与插入损失(IL)的区别在于它明确指定了具体的受声位置,更贴近现场评价。
关联标准 →声波在管道系统内单位长度(每米)的声衰减,描述管道本身的轴向衰减率,与端部插入损失概念不同,常用于管道声学设计。
关联标准 →管道末端(出口)对声波的反射特性;会干扰传声损失的准确测量,需要在数据处理时加以修正。
关联标准 →气流流经消声器内部因湍流、涡旋等产生的附加噪声,用倍频带声功率级表示;高流速下再生噪声可能抵消消声量,甚至使出口噪声高于进口。
关联标准 →气流通过消声器的全压降:Δp_t = (ζ+Δζ)·ρv²/2(ζ 为阻力系数、ρ 为气体密度、v 为流速);选型时须与供应商约定上限以免增加系统背压。
关联标准 →管道中平面波假设失效、高阶模态出现的最低频率:圆管 f_c ≈ 0.57·c/D,矩形管 f_c ≈ 0.5·c/H(c 为声速、D/H 为截面尺寸);高于此频率消声器性能下降。
关联标准 →