1、第三章 振动污染及其控制第三章 振动污染及其控制第一节 概述 第二节 振动基础第三节 振动的评价与标准第四节 振动控制技术第五节 减振材料与装置及其应用二、振动污染源 三、振动的影响 一、振动与振动污染第一节 概述一、振动与振动污染振动 振动污染 v定义：定义：v（1）当一个物体处于周期性往复运动的状态，即可说物体在振动。v（2）任何一个可以用时间的周期函数来描述的物理量，都称之为振动。振动 v 振动现象v物理现象：物理现象：声、光、热等物理现象都包含振动；声、光、热等物理现象都包含振动；v生命和生活：生命和生活：心脏搏动、耳膜和声带的振动是人体心脏搏动、耳膜和声带的振动是人体的基本功能。的基
2、本功能。v工程技术领域：工程技术领域：v桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动v飞机和船舶在航行中的振动，飞机和船舶在航行中的振动，v机床和刀具在加工时的振动，机床和刀具在加工时的振动，v各种动力机械的振动，各种动力机械的振动，v控制系统中的自激振动等。控制系统中的自激振动等。v振动污染：振动污染：振动超过一定的界限,从而对人体的健康和设施产生损害,对人的生活和工作环境形成干扰,或使机器、设备和仪表不能正常工作。振动污染 振动污染的特点 主观性主观性：是一种危害人体健康的感觉公害。是一种危害人体健康的感觉公害。局部性：局部性：仅涉及振动源邻近的地区。仅涉及振动
3、源邻近的地区。瞬时性：瞬时性：是瞬时性能量污染，在环境中无是瞬时性能量污染，在环境中无残余污染物，不积累。残余污染物，不积累。振源停止，污染即振源停止，污染即消失。消失。振动振动污染源污染源（一）工厂振动源（一）工厂振动源（二）工程振动源（二）工程振动源（三）道路交通振动源（三）道路交通振动源（四）低频空气振动源（四）低频空气振动源 自然振源自然振源 人为振源人为振源 地震、火山爆发等自然现象地震、火山爆发等自然现象。自然振动带来的灾害难以避免，自然振动带来的灾害难以避免，只能加强预报减少损失只能加强预报减少损失。二、振动污染源 自然振动察隅地震，整个村庄被抛起 火山爆发p工业振动源工业振动源
4、：旋转机械、往复机械、传动轴系、旋转机械、往复机械、传动轴系、管道振动等，如锻压、铸造、切削、风动、破碎、管道振动等，如锻压、铸造、切削、风动、破碎、球磨以及动力等机械和各种输气、液、粉的管道。球磨以及动力等机械和各种输气、液、粉的管道。p特征参数特征参数：常见工厂振源附近常见工厂振源附近p 面上加速度级：面上加速度级：8080140dB140dB；p 振级：振级：6060100dB100dB；p 峰值频率：峰值频率：1010125Hz125Hz。（一）工厂振动源（一）工厂振动源p工程振动源工程振动源：工程施工现场的振动源主要工程施工现场的振动源主要是打桩机、打夯机、水泥搅拌机、辗压设备、是打
5、桩机、打夯机、水泥搅拌机、辗压设备、爆破作业以及各种大型运输机车等。爆破作业以及各种大型运输机车等。p特征参数特征参数：常见工程振源附近常见工程振源附近p振级：振级：6060100dB100dB。（二）工程振动源（二）工程振动源 p 铁路振源铁路振源：p 频率：一般在频率：一般在202080Hz80Hz范围内；范围内；p 离铁轨离铁轨30m30m处的振动加速度级范围处的振动加速度级范围8585100dB100dB，振动级范围，振动级范围757590dB90dB内。内。（三）道路交通振动源（三）道路交通振动源 p 公公路振源路振源：p 频率：一般在频率：一般在2 2160Hz160Hz范围内，其
6、中范围内，其中以以5 563Hz63Hz的频率成分较为集中；的频率成分较为集中；p 振级：多在振级：多在656590dB90dB范围内。范围内。p 低频空气振动是指人耳可听见的低频空气振动是指人耳可听见的100Hz100Hz左右的低频左右的低频p如玻璃窗、门产生的人耳难以听见如玻璃窗、门产生的人耳难以听见的低频空气振动。的低频空气振动。p这种振动多发生在工厂。这种振动多发生在工厂。（四）低频空气振动源（四）低频空气振动源 固定式单个振动源固定式单个振动源如，一台冲床或一台如，一台冲床或一台水泵等水泵等 振动污染源振动污染源 按形式分为按形式分为 集合振动源集合振动源如，厂界环境振动，如，厂界环
7、境振动，建筑施工场界环境振建筑施工场界环境振动动 NoNo动态特征动态特征定定 义义示示 例例1 1稳态振动稳态振动观测时间内振级变化不大观测时间内振级变化不大的环境振动的环境振动往复运动机械，如空压机、柴往复运动机械，如空压机、柴油机等；旋转机械类，如发电油机等；旋转机械类，如发电机、发动机通风机等机、发动机通风机等2 2冲击振动冲击振动具有突发性振级变化的环具有突发性振级变化的环境振动境振动建筑施工机械，如打桩机等；建筑施工机械，如打桩机等；锻压机械，如冲床，纺锤等锻压机械，如冲床，纺锤等3 3无规则无规则振动振动未来任何时刻不能预先确未来任何时刻不能预先确定振级的环境振动定振级的环境振动
8、道路交通振动、居民生活振动。道路交通振动、居民生活振动。如房屋施工，室内运动等如房屋施工，室内运动等4 4铁路振动铁路振动列车行驶带来的轨道两侧列车行驶带来的轨道两侧30m30m外的环境振动外的环境振动铁路机车的运行铁路机车的运行按振动源的动态特征又可分成表3-1所示的四类。表表3-1 3-1 环境振动污染源动态特征环境振动污染源动态特征 三、振动的影响 振动对生理的影响振动对生理的影响 振动对心理的影响振动对心理的影响 振动对工作效率的影响振动对工作效率的影响 振动对构筑物的影响振动对构筑物的影响 p振动的生理影响主要是损伤人的机体，振动的生理影响主要是损伤人的机体，引起循环系统、呼吸系统、
9、消化系统、神引起循环系统、呼吸系统、消化系统、神经系统、代谢系统、感官的各种病症，损经系统、代谢系统、感官的各种病症，损伤脑、肺、心、消化器官、肝、肾、脊髓、伤脑、肺、心、消化器官、肝、肾、脊髓、关节等关节等振动对生理的影响振动对生理的影响 p振动对睡眠的影响试验振动对睡眠的影响试验图图3-1 3-1 由锻锤振动负荷引起的觉醒率由锻锤振动负荷引起的觉醒率 n睡眠深度睡眠深度1 1度（浅睡眠）：振动级度（浅睡眠）：振动级60dB60dB无影响，无影响，69dB69dB以上则全部觉醒；以上则全部觉醒；n深度深度2 2度（中度睡眠）：度（中度睡眠）：606065dB65dB无影响，无影响，79dB7
10、9dB全部觉醒；因全部觉醒；因2 2度睡眠占度睡眠占8 8小时睡小时睡眠时间的一半以上，故影响这种睡眠的振动级最令人厌烦；眠时间的一半以上，故影响这种睡眠的振动级最令人厌烦；n睡眠深度睡眠深度3 3度（深睡眠）度（深睡眠）:74dB:74dB以上方会觉醒，觉醒几率很低；以上方会觉醒，觉醒几率很低；n睡眠深度睡眠深度REM(REM(异相睡眠，指睡眠多梦期异相睡眠，指睡眠多梦期):):振动影响介于深度振动影响介于深度2 2度和度和3 3度之间。度之间。p人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、人们在感受到振动时，心理上会产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应。不可忍受等各种反应。p除振动感受器
11、官感受到振动外，有时也会看到电灯除振动感受器官感受到振动外，有时也会看到电灯摇动或水面晃动，听到门、窗发出的声响，从而判断摇动或水面晃动，听到门、窗发出的声响，从而判断房屋在振动。房屋在振动。p人对振动的感受很复杂，往往是包括若干其他感受人对振动的感受很复杂，往往是包括若干其他感受在内的综合性感受。在内的综合性感受。振动对心理的影响振动对心理的影响 p振动引起人体的生理和心理变化，导致工振动引起人体的生理和心理变化，导致工作效率降低。作效率降低。p振动可使视力减退，用眼工作时所花费的振动可使视力减退，用眼工作时所花费的时间加长。时间加长。p振动使人反应滞后，妨碍肌肉运动，影响振动使人反应滞后，
12、妨碍肌肉运动，影响语言交谈，复杂工作的错误率上升等。语言交谈，复杂工作的错误率上升等。振动对工作效率的影响振动对工作效率的影响 p振动通过地基传递到构筑物，导致构筑物破振动通过地基传递到构筑物，导致构筑物破坏。如，基础和墙壁龟裂、墙皮剥落，地基坏。如，基础和墙壁龟裂、墙皮剥落，地基变形、下沉，门窗翘曲变形，构筑物坍塌，变形、下沉，门窗翘曲变形，构筑物坍塌，影响程度取决于振动的频率和强度。影响程度取决于振动的频率和强度。p由于共振的放大作用，其放大倍数可由数倍由于共振的放大作用，其放大倍数可由数倍至数十倍，因此带来了更严重的振动破坏和至数十倍，因此带来了更严重的振动破坏和危害。危害。振动对构筑物
13、的影响振动对构筑物的影响 一、振动的基本物理量 二、振动的性质 三、简谐振动系统 四、波动的产生与传播 第二节 振动基础 位移位移频率频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、振动的基本物理量 某个运动量（位移、速度或加速度）按时间的正弦或余弦规律变化的振动。（x x0 0为振幅、为振幅、为角频率）为角频率）（3-33-3）p简谐振动简谐振动是最简单的周期振动。p若正弦振动，则（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 简谐振动简谐振动（正弦）的相位关系（正弦）的相位关系 图图3-2
14、3-2 位移、速度、加速度的相位关系位移、速度、加速度的相位关系位移、速度和加速度位移、速度和加速度的相位关系如图所示，的相位关系如图所示，相位差为相位差为/2/2，则位，则位移和加速度相位相反。移和加速度相位相反。n（一）正弦波振动（一）正弦波振动n（二）复合正弦波振动（二）复合正弦波振动n（三）冲击波振动（三）冲击波振动二、振动的性质 n（一）正弦波振动（一）正弦波振动p如图，正弦波最大振幅为A，周期为T，频率为f，角速度=2f2/T，以时间t为横坐标,则瞬间振动振幅 可表示为 a（3-43-4）p若以距离x为横坐标,则瞬间振动振幅 可表示为 （3-53-5）sin(k)Atx图图3-3
15、3-3 正弦波正弦波 sin(k)Atxn（二）复合正弦波振动（二）复合正弦波振动 图图3-4 3-4 正弦波的合成正弦波的合成（基波和（基波和3 3次谐波的相位影响）次谐波的相位影响）n振动频率相同的正弦波合振动频率相同的正弦波合成后仍是以相同频率振动成后仍是以相同频率振动的简谐振动。的简谐振动。n定义：两个以上正弦波定义：两个以上正弦波叠加后形成的新波称为叠加后形成的新波称为复合正弦波。复合正弦波。p冲击：冲击：指给予系统的激励。指给予系统的激励。p与该系统的固有振动周期相比，这种激励能在很与该系统的固有振动周期相比，这种激励能在很短时间内终结；短时间内终结；p实际发生的冲击波振动时间往往
16、并不很短，而是实际发生的冲击波振动时间往往并不很短，而是经过数个周期的衰减振动形式的过渡激励。经过数个周期的衰减振动形式的过渡激励。n（三）冲击波振动（三）冲击波振动p冲击性振动：冲击性振动：冲压、锤锻之类的物体碰撞、冲压、锤锻之类的物体碰撞、下落运动产生的振动。下落运动产生的振动。p往往为往往为公害振动！公害振动！冲击波示例图图3-6 3-6 冲击波及其频谱示意图冲击波及其频谱示意图n（一）自由振动（一）自由振动n（二）受迫振动（二）受迫振动n（三）振动体与共振（三）振动体与共振三、简谐振动系统 n（一）自由振动：（一）自由振动：无外力作用的振动无外力作用的振动无阻尼自由振动无阻尼自由振动有
17、阻尼自由振动有阻尼自由振动图图3-8 3-8 弹簧自由振动示意图弹簧自由振动示意图 n在弹性系数为在弹性系数为k k的弹簧上的弹簧上 加一质量加一质量m m，使其产生位，使其产生位 移后轻轻放开，则弹簧移后轻轻放开，则弹簧 作作无阻尼自由振动无阻尼自由振动。n实际振动系统有弹簧内摩实际振动系统有弹簧内摩 擦、滑动摩擦、空气或水擦、滑动摩擦、空气或水 的阻力等各种阻尼作用，的阻力等各种阻尼作用，是有阻尼自由振动是有阻尼自由振动。n（二）受迫振动：（二）受迫振动：在外力反复作用下的振动在外力反复作用下的振动无阻尼受迫振动无阻尼受迫振动有阻尼受迫振动有阻尼受迫振动图图3-11 3-11 受迫振动受迫
18、振动 n（三）振动体与共振（三）振动体与共振固有频率固有频率 共振发生的频率共振发生的频率共振烈度的表示共振烈度的表示振动体与共振频率振动体与共振频率固有频率固有频率（也称（也称共振频率共振频率）p公害振动发生的主频率范围大约为公害振动发生的主频率范围大约为1 1100Hz100Hz。p长跨度桥、天线、电缆、建筑物等的固有频率在此范围。长跨度桥、天线、电缆、建筑物等的固有频率在此范围。p设备安装在房屋地板（楼板）上时，为了防止建筑物产生设备安装在房屋地板（楼板）上时，为了防止建筑物产生共振响应，需要对建筑物各构件各自的固有频率进行估算。共振响应，需要对建筑物各构件各自的固有频率进行估算。p单自
19、由度振动系的单自由度振动系的固有频率固有频率与与质量质量、劲度常数劲度常数及及衰衰减系数减系数相关。相关。p激振力的频率与机械或构筑物的固有频率一致时，激振力的频率与机械或构筑物的固有频率一致时，就会发生共振就会发生共振。共振发生的频率共振发生的频率p即阻尼比即阻尼比 =0=0，频率比，频率比 =1=1 时，呈共振状态时，呈共振状态 理论上振幅为无穷大。理论上振幅为无穷大。无阻尼无阻尼 0/p阻尼比阻尼比 0 0时，随时，随 增大，最大位移振幅逐渐减小。增大，最大位移振幅逐渐减小。p最大振幅产生的频率比为最大振幅产生的频率比为p最大振幅产生的频率为最大振幅产生的频率为有阻尼有阻尼 200f12
20、f22011 21 22ckcffmc21122kcmm（3-313-31）（3-333-33）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：振动产生的最大位移振幅。振动产生的最大位移振幅。p通常的振动多是通常的振动多是 1 1，则最大振幅倍率近似为，则最大振幅倍率近似为p共振烈度的强度共振烈度的强度 ：（3-363-36）p意义意义：表示共振点处振幅扩大为静态位移的倍数表示共振点处振幅扩大为静态位移的倍数 p例，若例，若Q Q为为1010，则共振点处的振幅扩大为静态位移的，则共振点处的振幅扩大为静态位移的1010倍。倍。振动体
21、与共振频率振动体与共振频率p桥梁、天线、各类机械及构件等大多为棒状振动体。桥梁、天线、各类机械及构件等大多为棒状振动体。p设棒状体设棒状体(圆形、方形、矩形板条圆形、方形、矩形板条)材料密度为材料密度为，弹性模量为弹性模量为E E，长度为，长度为l l，振动体的共振频率为基频的，振动体的共振频率为基频的整倍数整倍数n n1 1，2 2，3 3，则，则p纵向共振频率纵向共振频率 （3-373-37）p横向共振频率横向共振频率式中，式中，与棒横截面半径或厚度成正比的量。与棒横截面半径或厚度成正比的量。02nfEl2okfElk（3-383-38）n（一）波动的产生（一）波动的产生n（二）共振引起的
22、扩大（二）共振引起的扩大n（三）振动波的种类与形态（三）振动波的种类与形态n（四）波动沿地面的传递特性（四）波动沿地面的传递特性四、波动的产生与传播 p波动产生的机理：波动产生的机理：激振力的作用。激振力的作用。p由往复、旋转之类周期性运动产生的激振力直由往复、旋转之类周期性运动产生的激振力直接作用于媒介物，就会发生接作用于媒介物，就会发生振动振动。p振动往往以波动的的形式迁移，或将周期性作振动往往以波动的的形式迁移，或将周期性作用力施加到其它部件或基座上，形成用力施加到其它部件或基座上，形成振源振源。p典型的振源：典型的振源：压缩机、破碎机、自动织布机、各压缩机、破碎机、自动织布机、各种风钻
23、、振动输送机等。种风钻、振动输送机等。n（一）波动的产生（一）波动的产生p共振现象的主要形式有共振现象的主要形式有4种种n（二）共振引起的扩大（二）共振引起的扩大n（1 1）包括基础在内的机器质量和支承基础的支承）包括基础在内的机器质量和支承基础的支承弹簧引发的力的传递即为共振。弹簧引发的力的传递即为共振。n（2 2）波动传递过程中，可能发生因地质构造引起）波动传递过程中，可能发生因地质构造引起地基共振的现象。地基共振的现象。n3 3）从受振（即受损方）还须考虑与振源同样的机）从受振（即受损方）还须考虑与振源同样的机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）当机械或建
24、筑的部分或部件的固有频率与传）当机械或建筑的部分或部件的固有频率与传递来的激振力频率一致时，就会强烈共振递来的激振力频率一致时，就会强烈共振。n（三）振动波的种类与形态（三）振动波的种类与形态p纵波纵波（压缩波或疏密波压缩波或疏密波）:传播速度快，传播速度快，在振源观测时总是先到达观测点，故也称在振源观测时总是先到达观测点，故也称为为一次波一次波（Primary WavePrimary Wave，略作，略作P P波波）p纵波传播以媒介体体积伸长或压缩的形式纵波传播以媒介体体积伸长或压缩的形式变化，质点沿波的行进方向作前后运动。变化，质点沿波的行进方向作前后运动。p横波横波（剪切波）（剪切波）:
25、又称又称二次波二次波（SeconSecondary Wavedary Wave，略作略作S S波波）p横波中质点运动与波的传播方向垂直，媒横波中质点运动与波的传播方向垂直，媒介体体积不发生变化介体体积不发生变化 。p实体波实体波（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，在公害振动中起重要贡献。性的表面波，在公害振动中起重要贡献。p质点运动与波的传播方向垂直质点运动与波的传播方向垂直 p表面波表面波（Surface Wave）p乐甫波乐甫波(Love wave)Love wave)：在不同固体表面：在不同固体表面
26、层内发生的表面波。层内发生的表面波。p质点运动与波传播方向垂直且水平移动。质点运动与波传播方向垂直且水平移动。图图3-14 3-14 振动波的种类与形态振动波的种类与形态 n（三）振动波的种类与形态（三）振动波的种类与形态p在流体场中必须考虑媒介体的体积弹性，因此在流体场中必须考虑媒介体的体积弹性，因此n空气中空气中只发生纵波。只发生纵波。n液体表面液体表面发生以重力和表面张力为恢复力的横波。发生以重力和表面张力为恢复力的横波。n固体中固体中，体积变化的阻尼产生纵波；形变阻尼导，体积变化的阻尼产生纵波；形变阻尼导致横波产生。致横波产生。n在无限大的媒介体中传播的仅为纵波和横波在无限大的媒介体中
27、传播的仅为纵波和横波n在性质完全不同的固体界面或固体与真空、固体在性质完全不同的固体界面或固体与真空、固体与气体的界面产生表面波。与气体的界面产生表面波。n（四）波动沿地面的传递特性（四）波动沿地面的传递特性波动传递的顺序波动传递的顺序 波动的空间分布特征波动的空间分布特征波动随距离的衰减波动随距离的衰减波动的反射、折射和衍射波动的反射、折射和衍射波动传递的顺序波动传递的顺序 图图3-15 3-15 振动波传递顺序示意图振动波传递顺序示意图 p作用于匀质且广阔的地表面上一点的纯冲击波，一般随着作用于匀质且广阔的地表面上一点的纯冲击波，一般随着距离的增加，波形本身将产生变形。距离的增加，波形本身
28、将产生变形。p假定波形传播时保持原状，则波动传递顺序：假定波形传播时保持原状，则波动传递顺序：n首先观测到与地面平行的首先观测到与地面平行的P P波，波，n其次是其次是S S波，波，n而后是具有与地面垂直振动分量的而后是具有与地面垂直振动分量的R R波。波。波动随距离的衰减波动随距离的衰减p距振源距振源r0的基准点与距离的基准点与距离r点的振幅比点的振幅比xr/x0为为nr000 xr20lg20rr lge 20lgxr（3-39）式中，式中，x xr r、x x0 0 分别为基准点和距离分别为基准点和距离r r点的振动位移振幅；点的振动位移振幅；地基的衰减常数；地基的衰减常数；n n与波动
29、类型相关的参数，表面波与波动类型相关的参数，表面波n=1/2n=1/2。p式中右侧第式中右侧第1 1项是介质吸收引起的衰减，每隔一定距离衰减一定项是介质吸收引起的衰减，每隔一定距离衰减一定dBdB量；第量；第2 2项是波面扩展引起的衰减，若为表面波，则每倍程衰减项是波面扩展引起的衰减，若为表面波，则每倍程衰减3dB3dB。p振动以波动形式从振源传递到地面，随波动距离增加逐渐减小，直至衰灭振动以波动形式从振源传递到地面，随波动距离增加逐渐减小，直至衰灭p波的形态不同，波的形态不同，n n值不同，波动随距离值不同，波动随距离r r的衰减也不同。的衰减也不同。波动的反射、折射和衍射波动的反射、折射和
30、衍射图图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振动在固体中的反射、折射、衍射、透射基本原理同声场；振动在固体中的反射、折射、衍射、透射基本原理同声场；p复杂处在于固体中纵波、横波、表面波共存，且传播速度不同复杂处在于固体中纵波、横波、表面波共存，且传播速度不同。p图示为图示为P P波、波、S S波从固体介质波从固体介质1 1传递到固体介质传递到固体介质2 2的界面产生反射和折射的情况。的界面产生反射和折射的情况。p设设P P波、波、S S波在介质波在介质1 1中的振动速度分别为中的振动速度分别为c cp1p1、c cs1s1，在介质，在介质2 2中的振动速
31、度分别中的振动速度分别 为为c cp2p2、c cs2s2。波动的反射、折射和衍射波动的反射、折射和衍射p不同波的强度受不同波的强度受1 1c cplpl、1 1c cslsl、2 2c cp2p2、2 2c cs2s2的影的影响，介质响，介质1 1和介质和介质2 2的的cc比越大，材质越相异，反比越大，材质越相异，反射波就越强，折射波越减少。射波就越强，折射波越减少。p若界面的一侧是气体或液体，则其中只存在若界面的一侧是气体或液体，则其中只存在P P波即压波即压缩波缩波(纵波纵波)，界面阻抗显著变化，相互折射显著减，界面阻抗显著变化，相互折射显著减少，与声场情况相同。少，与声场情况相同。p若
32、为固若为固-固界面，即使是异质材料，阻抗变化也很小，固界面，即使是异质材料，阻抗变化也很小，振动易于导入，折射透过也相当大振动易于导入，折射透过也相当大。二、环境振动标准 三、城市区域环境振动标准 一、振动的评价 第三节 振动的评价与标准1.1.位移、速度和加速度位移、速度和加速度 2.2.振动级振动级 一、振动的评价 1.1.位移、速度和加速度位移、速度和加速度 p振动的振动量：振动的振动量：是指是指 被测系统在选定点上被测系统在选定点上 选定方向的运动量。选定方向的运动量。p位移、速度和加速度位移、速度和加速度的换算关系的换算关系（p118p118图图3-20 3-20）描述振动量的基本参
33、数描述振动量的基本参数 10Hz10Hz 0.01m/s0.01m/s2 2 0.160.16/s/s 2.5m 2.5m 图图3-20 3-20 振动量换算图振动量换算图 2.2.振动级振动级 p振动加速度级振动加速度级定义为定义为20lgearefaLa（3-423-42）式中：式中：加速度有效值，加速度有效值，m/sm/s2 2，对简谐振动对简谐振动 ；加速度参考值，加速度参考值，m/sm/s2 2，国外一般取国外一般取 ，我，我 国取国取 。ea12eaarefa621 10/refam s 521 10/refam s p一般用机械振动参数级来描述振动的强度，单位一般用机械振动参数级
34、来描述振动的强度，单位为分贝（为分贝（dBdB）。）。p在环境振动测量中，一般选用振动加速度级和振在环境振动测量中，一般选用振动加速度级和振动级作为振动强度参数。动级作为振动强度参数。2.2.振动级振动级 p人体对振动的感觉有人体对振动的感觉有关因素关因素p振动振动频率频率的高低、的高低、p振动振动加速度加速度的大小的大小p振动环境中振动环境中暴露时间暴露时间p振动的方向振动的方向p综合诸多因素，国际标准综合诸多因素，国际标准化组织建议采用化组织建议采用等感度曲等感度曲线（线（图图3-21）。图图3-21 3-21 等感度曲线等感度曲线 于是，由式（于是，由式（3-43 3-43）求得）求得2
35、 2台机器同时工作时的振台机器同时工作时的振动加速度级为动加速度级为【例例3-13-1】2 2台机器各自工作时，在某点测得的振动加台机器各自工作时，在某点测得的振动加速度有效值分别为速度有效值分别为2.682.681010-2-2m/sm/s2 2和和3.623.621010-2-2m/sm/s2 2，试求试求2 2台机器同时工作时的振动加速度级。台机器同时工作时的振动加速度级。解：解：2 2台机器同时工作时的振动加速度有效值为台机器同时工作时的振动加速度有效值为22222ea2.683.62104.5 10m/s2ea5ref3a4.5 10L20log20loga1020log4.5+20
36、log10136073dBp感觉阈感觉阈：人体刚刚能够感觉到振动，对人体无影响；人体刚刚能够感觉到振动，对人体无影响；p不舒服阈：使人感到不舒服；不舒服阈：使人感到不舒服；p疲劳阈：使人感到疲劳，工作效率降低。工况下以此阈为疲劳阈：使人感到疲劳，工作效率降低。工况下以此阈为标准，超过者即认为存在振动污染；标准，超过者即认为存在振动污染；p危险阈：此时振动会使人产生病变。危险阈：此时振动会使人产生病变。p在生理学中，振动强度习惯以在生理学中，振动强度习惯以g g（）为）为单位表示加速度。据此，人体对振动的感觉标准为单位表示加速度。据此，人体对振动的感觉标准为2/80665.9smg p振动强弱对
37、人体的影响大致可分为四种情况：振动强弱对人体的影响大致可分为四种情况：p刚刚感到振动是刚刚感到振动是0.003g0.003g；p不愉快的感觉是不愉快的感觉是0.05g0.05g；p不可容忍感是不可容忍感是0.5g0.5g。p国际标准化组织国际标准化组织推荐使用推荐使用ISO2631/1ISO2631/119851985标准作标准作为评价人体在振动环境中疲劳界限标准。为评价人体在振动环境中疲劳界限标准。p我国根据这个标准制定了相应的国家标准我国根据这个标准制定了相应的国家标准人体全人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则（GB/T13442GB/T13442
38、9292）p图图3-223-22：垂直方向的振动暴露标准：垂直方向的振动暴露标准暴露时间暴露时间p图图3-233-23：垂直方向的振动暴露标准：垂直方向的振动暴露标准疲劳和效率疲劳和效率衰减的界限衰减的界限p人体对垂直振动比水平振动更敏感人体对垂直振动比水平振动更敏感。图图3-22 3-22 垂直方向的振动暴露标准垂直方向的振动暴露标准暴露时间暴露时间minmin图图3-23 3-23 垂直方向的振动暴露标准垂直方向的振动暴露标准疲劳和效率衰减的界限疲劳和效率衰减的界限 二、环境振动标准 p人在居住区域承受环境振动的评价，一般以刚刚感觉到的振人在居住区域承受环境振动的评价，一般以刚刚感觉到的振
39、动加速度动加速度(感觉阈感觉阈)为允许界限，在界限以下可以认为基本没为允许界限，在界限以下可以认为基本没有影响。有影响。p国际标准化组织推荐使用国际标准化组织推荐使用ISO/DIS2631给出的环境振给出的环境振动标准动标准（表表3-4）113113116116113113898992928989全天全天车间车间113113116116113113838386868383全天全天办公室办公室74749797777710010074747979747477777474夜间夜间107107110110110110113113107107110110777783838080868677778383白
40、天白天住宅住宅717174747171717174747171全天全天严格控制严格控制区区混合轴混合轴Z ZX X（Y Y）混合轴混合轴Z ZX X（Y Y）每天数次的振动每天数次的振动连续振动、间歇振动、重复振动连续振动、间歇振动、重复振动振动级振动级 （）/dB/dB时间时间地点地点621 10/refam s 表表3-4 ISO3-4 ISO建筑物内振动标准建筑物内振动标准 三、城市区域环境振动标准 p我国我国城市区域环境振动标准城市区域环境振动标准（GB10070-GB10070-8888）中规定的有关城市各类区域铅垂方向振）中规定的有关城市各类区域铅垂方向振级标准值。级标准值。适用地带范围适用地带范围昼间昼间/dB/dB夜间夜间/dB/dB特殊住宅区特殊住宅区65656565居民文教区居民文教区70706767混合区、商业中心区混合区、商业中心区75757272工业集中区工业集中区75757272交通干线道路两侧交通干线道路两侧75757272铁路干线两侧铁路干线两侧80808080表表3-5 3-5 城市各类区域铅垂方向振级标准值城市各类区域铅垂方向振级标准值
