淺析減振降噪在機械設計中的應用

劉云

摘要：噪音作為一種污染形態在現代環境理念發展的背景下越來越受到人們的重視，如何對其進行處理也成為工業發展中的重要內容，為了有效的對噪音問題進行處理就需要從多方面對其進行控制，其中減振降噪在機械設計中的應用可以從根本上對噪音問題進行處理，以此來保證機械產品在使用中不會出現嚴重的噪音問題，使其結構性能可以得到有效優化。

關鍵詞：減振降噪；機械設計；應用；控制

引言

在減振降噪中其主要是通過尋找噪音產生因素來對其設計進行合理的優化，并根據其傳播形態及源頭來進行噪音控制。一般在機械設計減振降噪中其需要從材料、結構等方面考慮如何對其合理的進行設計來達到相關的要求，并通過吸聲、隔聲、消聲等方式來降低噪音源所帶來的影響，同時還需利用隔振技術等方式來控制振動問題的產生，進而達到減振降噪的目的。

1 機械噪聲產生的原因及特點

1.1 機械噪聲產生的原因

根據機械噪聲的形態可以將其分為兩個種類，分別為空氣動力性噪聲及機械性噪聲兩種，機械噪聲的產生會受到周邊環境因素及自身性能因素的影響。同時機械產品其在實際的運行過程中不可能完全達到理想的運行狀態，因此其噪聲的產生可以說是一種運行中不可避免的現象，為此在機械噪聲的處理中可以采用對其運行結構進行優化設計來減少振動及噪聲問題的生成，以此來提升機械的應用質量。

1.2 機械噪聲的特點

第一種，空氣動力性噪聲。此種機械噪聲的生成主要受到周邊環境中氣流的變化而產生，在機械運行中其運轉所造成的氣流出現不穩定的情況，包括噴射噪聲、渦流噪聲、旋轉噪聲、周期性進排氣噪聲、燃燒噪聲和激波噪聲等。

第二種，機械性噪聲。此類噪聲源的產生主要是由于機械運行中其固體部件因振動而出現噪音現象，其表現為固體振動、撞擊、轉動、摩擦等因素所造成的噪音情況。

2 減振降噪在機械設計中對噪聲源進行控制的應用

2.1 選擇適當的機械產品制造材料

一般在機械產品材料的選用上需要綜合產品的需要來對材料的性能進行考慮，以此來保證在實際中可以滿足機械生產的需求。因此在減振降噪的應用中需要考慮材料是否能起到控制噪音的作用，因此材料的阻尼性能成為在機械設計過程中需要重點考察的一部分。阻尼性能表示一種材料受到激振力的作用時，內部分子消耗吸收能量和抑制構件振動的能力大小。同時阻尼合金材料在承受一定載荷的情況下能較好的發揮阻尼降噪的作用。

2.2 在機械設計中對其結構進行優化

通常機械結構所造成的噪音主要是在其運轉過程中所產生的，因此針對此類振動、噪聲的生成因素來進行減振降噪處理是降低結構噪聲的主要措施，為此可以采用對結構進行優化的方式來達到控制噪聲的目的。因此在機械設計的過程中需要重點關注機械結構在實際中的應用情況，并對減振降噪技術合理的應用，以此來保證結構設計的科學性。

3 減振降噪在機械設計中對噪聲傳播途徑進行控制的應用

3.1 吸聲技術與隔聲技術的應用

在機械設計中可以選用具有較強吸聲性能的材料，通過對聲波的傳播途徑進行控制來吸收及耗散掉其所產生的聲能。吸聲技術的應用過程即為吸聲材料和吸聲結構的選擇過程；利用隔聲材料和隔聲結構隔離或阻擋聲能的傳播的方法稱為隔聲。吸聲技術與隔聲技術常交叉使用，以達到良好的降噪效果。

3.2 消聲裝置的應用

噪聲的消聲可以分為主動消聲與被動消聲，其中噪聲的被動控制法已經非常成熟并廣泛應用，而主動消聲技術是新興技術，多用于高精尖設備，其使抗噪聲源與早期干擾聲波相結合導致聲音消失。消聲器是最常見的消聲裝置之一，主要分為：阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復合式消聲器、微穿孔板消聲器、小孔消聲器和有源消聲器六大類。安裝消聲器是控制空氣動力性噪聲的有效措施，它既能允許氣流順利通過，又能有效地阻止或減弱聲能向外傳播，值得指出的是，消聲器只能降低空氣動力設備的進排氣口噪聲或沿管道傳播的噪聲，而對設備的結構噪聲、電磁噪聲等無明顯效果。同時凡是以氣流噪聲為主的噪聲控制問題，均可在進排氣口安裝消聲設備來降低噪聲。

消聲器雖然不能為系統注入聲能，屬于被動消聲，但在有功率來源的情況下可以調整噪聲的頻率，使噪聲衰減。許多業內研究人員時下致力于研究可根據噪聲的頻率自動調節聲阻抗的智能主動噪聲控制系統，通過輸入抗性聲能，抵消噪聲以降噪。其它常見的消聲設備有消聲坑、消聲百葉扇等。消聲坑具有效果好、壓力損失小、氣流脈動衰減率高、施工方便、造價低等特點，位于地下，還具有不占空間的優點；消聲百葉扇是一種新的進、排氣消聲方法及裝置，其特點是采用由進、排氣流驅動的可變阻旋轉葉輪的消聲方法。由于旋轉葉輪軸承間隙隨溫度變化而引起不同的摩擦阻力，致使被氣體驅動的旋轉葉輪對流動氣體形成不同的阻尼，從而達到消聲效果。因為旋轉葉輪能儲存氣流的能量，因此旋轉葉輪能對脈動氣流起到瞬時加壓或抽吸，使脈動氣流趨于平穩。

3.3 隔振技術的應用

振動產生噪聲，而在工程實際中，振動是不可避免的，故隔振技術的合理利用是工業中除聲降噪的有效途徑。對于一些不可避免的振動，設計人員采取將振動源與地基或需要防振的物體之間用彈性元件和阻尼件進行連接，隔絕或減弱振動的方法達到降噪的目的。隔振分為主動隔振與被動隔振。主動隔振是將振源與支撐振源的基礎隔開；被動隔振是將需防振的物體單獨與振源隔開。隔振技術中另外一個重要的分支就是阻尼材料，阻尼材料及阻尼減振的應用應劃歸為噪聲源的控制范疇。

結語

在機械設計中進行減振降噪必須要對其噪音的源頭因素進行了解，并結合噪音問題的生成因素及特點來選用適當的設計方式來對機械設計進行優化。目前在機械設計中，其所采用的減振降噪技術也在不斷的完善及優化，以上提出了幾種具有可行性價值的機械設計方法，可以有效的提升機械設計的質量。

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