低頻震動知識
一、設(shè)備的振動
設(shè)備產(chǎn)生振動,振動通過基礎(chǔ)向四周結(jié)構(gòu)傳遞。對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備,如風(fēng)機(jī)、水泵和某些機(jī)床等,主要以旋轉(zhuǎn)頻率為主導(dǎo)振動頻率。如某風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率為3000r/min,那么它正常工作時,振動的基頻為50Hz。對于往復(fù)運(yùn)動的設(shè)備,如氣泵、活塞泵、壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和蒸汽機(jī)等,因其運(yùn)動形式不但包括旋轉(zhuǎn),還包括曲柄連桿的來回運(yùn)動,往復(fù)發(fā)生撞擊,振動形式復(fù)雜,存在各種振動頻率,從低頻到高頻都有很大的振動。
設(shè)備產(chǎn)生的某一頻率的振動在建筑結(jié)構(gòu)中的傳播過程中,頻率將保持不變,振動的強(qiáng)度可能發(fā)生不同變化,既可能增大,也可能降低。降噪工程中總是希望盡可能降低振動的傳遞,減少結(jié)構(gòu)輻射噪聲。隔音板
二、固有頻率
設(shè)備和其支撐結(jié)構(gòu)組成一個振動系統(tǒng),振動通過支撐結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)。每一個振動系統(tǒng)都存在固有頻率,即設(shè)備在該頻率上振動時,發(fā)生共振,振動傳遞給基礎(chǔ)的幅度蕞大。固有頻率是物體的自然屬性,只與物體的重量和支撐的彈性有關(guān),不受外界作用的影響,與設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)無關(guān)。物體重量越大,支撐結(jié)構(gòu)彈性越小,固有頻率越低。發(fā)生共振時,能量在固有頻率上無限止地疊加,理論上傳遞到基礎(chǔ)的振動幅度將達(dá)到無限大,基礎(chǔ)將被破壞,無堅(jiān)不摧。曾經(jīng)發(fā)生士兵列隊(duì)行進(jìn)時步伐的頻率與大橋固有頻率一致,發(fā)生共振,大橋坍塌。一般情況下,發(fā)生共振的時間很短,能量有限,而且,振動時由于阻尼消耗了能量,共振不會不停擴(kuò)張。但是共振時,能量疊加到原來的10倍、100倍、1000倍或更大也是常見的事。吸音板
設(shè)備啟動時,轉(zhuǎn)動頻率會由靜止逐漸增大到穩(wěn)態(tài)頻率,設(shè)各停止時,轉(zhuǎn)動頻率會從穩(wěn)態(tài)頻率逐漸降低到靜止。如果發(fā)生共振的頻率低于穩(wěn)態(tài)頻率,那么,設(shè)各啟停時,轉(zhuǎn)動頻率將在某一小段時間內(nèi)和共振頻率相同或相近而發(fā)生共振,共振的頻率區(qū)域被稱為共振區(qū)。設(shè)備啟停應(yīng)盡量迅速通過共振區(qū),防止因共振產(chǎn)生過大的振動。
三、撞擊振動
使用手指敲擊桌面時,會發(fā)出“當(dāng)當(dāng)”的聲音,其原因是,手指撞擊使桌面發(fā)生了振動,振動向外輻射了聲音。撞擊振動的特點(diǎn)是,作用時間短,振動沖擊能量大,頻率分量豐富。我們聽到的“當(dāng)當(dāng)”聲音與桌面的固有頻率有關(guān),手指撞擊到桌面在桌面上產(chǎn)生了各種頻率分量的振動,固有頻率附近的振動被加強(qiáng),較多地輻射到空氣中,形成空氣聲被人聽聞。鑼鼓等由于缺少阻尼,敲擊后,共振非常強(qiáng)烈,能量消耗比較耐久,聲音洪亮,如果將其粘上阻尼隔音氈,阻尼增大,共振減弱,聲音變小。隔音板
四、撞擊聲隔聲指標(biāo)
衡量地面或樓板構(gòu)件撞擊后通過結(jié)構(gòu)輻射噪聲的指標(biāo)是撞擊聲隔聲量。測量時,在地面或樓板上使用標(biāo)準(zhǔn)打擊器進(jìn)行敲擊。標(biāo)準(zhǔn)打擊器內(nèi)有六個重錘,通過機(jī)械結(jié)構(gòu)輪流撞擊地面,而且撞擊地面的沖量是標(biāo)準(zhǔn)化的,作為撞擊聲的標(biāo)準(zhǔn)振源。在敏感的房間中測量聲壓級,聲壓級越大說明振動傳遞的越多,隔振性能越差。對于同一結(jié)構(gòu),不同頻率產(chǎn)生的撞擊聲壓級不同,形成撞擊聲聲壓級曲線。為了便于比較,通過對撞擊聲聲壓級曲線進(jìn)行計(jì)權(quán),得到單一指標(biāo)Lnw,名稱為計(jì)權(quán)規(guī)范化撞擊聲壓級。隔音板
具體確定方法為:
1、使用撞擊聲評價(jià)基準(zhǔn)曲線與實(shí)際撞擊聲壓級頻率特性曲線進(jìn)行比對,滿足32分貝原則的隔聲量蕞小的標(biāo)準(zhǔn)曲線的500Hz的聲壓級為Ln,w。
2、32分貝原則:100~3150Hz的16個1/3倍頻程的撞擊聲壓級比標(biāo)準(zhǔn)曲線高的分貝數(shù)總和不大于32dB。典型樓板的Lnw:80~120mm的光裸混凝土樓板的L..~84dB;80~120mm的光裸混凝土樓板再加實(shí)貼木地板的Lnmw~63dB,若再加地毯的L.w~52dB。