高声强声场模拟装置设计与声试验1/3倍频程控制技术研究

为了提高混响室声场模拟能力,北京卫星环境工程研究所自研一套高声强声场模拟试验设备。文章介绍了该设备的行波管发声系统设计和消声降噪处理过程——行波终端设计以及声试验控制仪器的原理。经过调试试验验证,测量结果满足声压级165 d B行波声场的要求,行波管试验段性能良好,达到167.9 d B,消声道出口噪声能够满足环境模拟需求。

隧洞爆破引起路堑高边坡振动的1/3倍频程实测分析

杭州淳安在建高速公路工点的左线为路堑、右线为隧洞,在隧洞洞内和路堑边坡上布置振动测点,实测了隧洞爆破开挖各回次下的振速响应。对实测振速数据进行1/3倍频程滤波,获得了各频段所对应的振速均方根值,通过对比洞内和边坡测点的1/3倍频程曲线,揭示了爆破振动由隧洞传至边坡过程中,能量在不同频带的变化规律。在此基础上,利用萨道夫斯基公式拟合了1/3倍频程各频带振速均方根值随单段装药量和爆心距的变化规律,获得了洞内和边坡测点的分频段场地系数K和衰减系数α。实验结果表明:低频振动分量由于激发了边坡的“鞭梢效应”而出现高程放大现象。

一种抗干扰变电站1/3倍频程噪声测量方法

针对变电站噪声测量容易受外界干扰的问题,提出了一种抗干扰变电站噪声测量系统实现方法。利用最小值控制递归平均算法实时估计每个时频点变电站噪声存在概率,再综合成每个1/3倍频程中外界干扰信号存在概率;对干扰信号存在的1/3倍频程,不进行1/3倍频程噪声更新,从而避免外界干扰信号对变电站噪声测量的影响。仿真结果证明,该方法可以有效减小瞬态干扰对变电站噪声的影响。

3种轨道结构下地铁引起多层住宅室内振动模拟与实测

由于土体与建筑物之间是弱耦合,忽略土-结构之间相互作用,解决了隧道-土体-建筑物模型对建筑物振动一般只分析到20 Hz以下振动的问题。分析DTⅢ-2扣件、弹性支承块轨道结构及Vanguard扣件下室内振动结果,将数值模拟结果与实测结果进行对比,分析结果表明二者吻合较好。将实测VLzmax结果与GB/T 10070及DB31/740的限值进行比较,提出对于不同振动要求的地区应采取相应的作为减振措施的轨道结构。对不同轨道结构下多层住宅室内振动分析有助于轨道交通部门采取合理减振措施来降低室内振动带来的影响。

精密工程拟建场地微振动响应测试与评价

微振动的控制对保证精密工程结构中产品质量具有十分重要的意义,为调查拟建芯片厂房工程结构建设用地的微振动特性,对工程的选址与结构设计提供建设性意见,利用精密微振动测试设备及分析系统对拟建场地的微振动进行检测,从时域上分析了振动的衰减特性与峰值水平,从频域上基于1/3倍频程分析方法对振动的平均水平及最大能量时段对应的振动幅值进行分析评价。测试与分析结果表明:拟建地块多数测点的素地微振动平均水平未达到VC-G,少数测点振动处于VC-G~VC-F之间;最大能量时段对应的振动幅值多数测点未达到VC-D,少数测点振动处于VC-D~VC-C之间;满足整体VC-C、局部VC-D的微振动控制要求;车行激励1~10Hz的频率区段对拟建场地的微振动影响较大,规划设计时应予以重点考虑。测试分析结果对拟建工程及其他精密工程结构的选址和防微振设计具有较强的参考意义。

地铁引起二次噪声特性及评价量实测与探讨

针对地铁列车引起的建筑物二次辐射噪声进行了现场试验研究和评价量的探讨分析。从多个角度对试验数据进行了分析,总结了运行列车引起的室内二次辐射噪声特性。从分析频谱宽度、分析时间长度和背景噪声等几个方面研究了影响建筑物室内二次辐射噪声评价量的若干因素,并探讨了不同评价量之间的相关性以及中国现行标准中使用的评价量存在的不足。

地铁引起建筑物振动评价量及限值实测与探讨

通过对临近地铁中心线30 m以内居民住宅内进行的室内振动实测结果统计,分析室内振动的主要频率、VLmax与VLzmax分布,并对VLmax与VLzmax大小进行了比较,探讨了我国现行的不同标准关于室内振动标准限值高低及使用的评价量存在的不足。提出了在评价地铁引起建筑物室内振动时,应考虑行车密度的影响的建议。

风环境下大跨度斜拉桥上的车辆驾驶舒适性评价

建立了风环境下行驶于大跨度桥梁上的车辆驾驶舒适性评价体系。在综合考虑汽车-桥梁系统空间耦合关系的基础上,提出了能够考虑桥梁的静风响应、抖振响应、汽车-桥梁耦合振动、系统的时变特性以及结构几何非线性和气动荷载非线性影响的风-汽车-桥梁系统空间耦合分析模型,该模型可以预测风环境下桥梁上通行车辆的行驶安全性及驾驶舒适性;建立了车辆驾驶员位置处驾驶舒适性评价方法,并采用ISO 2631-1—1997标准对不同路面粗糙度下行驶于杭州湾跨海大桥的车辆驾驶舒适性进行了评价。评价结果表明:路况越差,车辆的驾驶舒适性越差,且所计算工况下车辆的竖向和侧向驾驶舒适性均满足ISO 2631-1—1997标准。

煤矿全液压动力头式钻机振动测试与分析

为研究煤矿井下液压钻机的振动特性,指导钻机优化设计和状态监测,以ZDY6500LQ型全液压动力头式钻机为研究对象,进行了整机振动测试与分析。根据钻机工作原理得出主要激振源,以低速高转矩运行状态为例,计算了该状态主要部件激振频率。基于振动测试原理,确定了试验方案,结合钻机综合性能检测平台搭建了振动测试系统。在空载、低速高转矩和高速低转矩3种工作状态下对钻机的8个主要位置进行了振动测试。应用频域分析方法,将测试数据转化为对应频谱,分析了低速高转矩状态下主要激振源引起的钻机振动特性;应用1/3倍频程方法,对比分析了3种工作状态下钻机8个测点位置的振动总量,以及前后、左右、上下3个方向加速度均方根值的变化规律。结果表明:钻机在低速高转矩状态下,动力头减速箱和泵站柱塞泵是最大激振源;振动频率高于100 Hz时,对钻机整机振动影响较大。在钻机动力头位置,低速高转矩负载使减速器箱体振动总量较空载减少3.11%~7.27%,高速低转矩状态下振动总量较空载增加5~6倍;除动力头外,钻机空载状态下各测点振动最小,拖板、导轨、卡板振动与负载成正相关,低速高转矩状态下振动总量是空载状态的2~5倍;钻机在低速高转矩状态下整机有效功率大于50%,能耗较低。研究结果为优化钻机结构,提升钻探施工安全及可靠性提供了参考。

电子工业厂房微振动测试与分析

电子工业厂房对振动要求十分严格,为研究合肥某电子工业厂房主体结构完工后的微振动特性,利用意大利进口仪器TROMINO进行测试,并采用国际通用的1/3倍频程分析法对各测点速度、加速度时程数据进行处理,对比分析自由场地及厂房主体结构的微振动响应特性。分析结果表明该电子工业厂房内各测点微振动均满足VC-B标准;相较于自由场地的测试结果,该厂房一层刚性地坪水平方向上2 Hz^8 Hz频段的振动有所降低,但厂区内的车辆运行使8 Hz^250 Hz频段的振动显著增加;厂房二层各测点的振动均大于一层地坪,特别是8 Hz^250 Hz频段的振动幅值显著增加,且在80 Hz^90 Hz频段出现振动放大现象;此外,厂房二层人员走动对微振动响应有显著影响。研究结果对该工程及同行业相关建筑的防微振设计具有重要的理论及工程实践价值。

先进测量实验区素地环境振动实测与分析

素地环境振动实测与分析对于先进测量实验室建设意义重大,可用于指导先进测量实验室建设选址的适用性和环境振动控制设计。以中国计量科学研究院先进测量实验区选址为例,采用环境激励法对其素地环境振动进行现场测量,通过1/3倍频程分析法对测点速度时程数据进行处理。结果表明:稳态工况下1~100 Hz频段该地块振动速度均方根值低于VC-F标准,但在12.5~20 Hz频段振动速度最大值接近或大于VC-G标准,振动主要来源于21:00~次日10:00集装箱码头装卸货物时引起的随机振动,如果移除集装箱码头将有助于满足实验室振动控制VC-G标准要求。大型巴士在规定工况下运行时,实验室最佳退让距离分别为195 m、182 m和160 m,这样可满足8~25 Hz频段环境振动控制VC-G、VC-F、VC-E标准要求。通过对周边道路交通不同工况下环境振动的测试和分析,可确定不同环境振动标准实验室建设最佳退让距离。

古琴的声功率级测试研究

古琴是中华文化中地位崇高的乐器,位列中国传统文化四艺"琴棋书画"之首,但目前古琴声功率级还未有过科学的量化测定。本文将古琴声音解构成散音、泛音、按音三种音色,从其声学结构中的激励系统的角度出发,研究并测试古琴在室内音乐厅内用不同力度的激励方式演奏单音、音阶和经典乐曲时的声功率级、动态范围其及1/3倍频带声功率级谱。测试结果通过数字化图示研究分析,对完善我国民族乐器的基础声学数据库有积极作用,并为进一步研究民族乐器发音特性、民族乐队编制以及民族音乐厅堂音质设计提供重要参考。

北京市地铁列车运行引起的建筑室内结构噪声污染特征与评价

以200 Hz以下低频部分等效A声级(L_(Aeq200))、12.5~20 kHz频率的等效A声级(L_(Aeq20 k))与倍频带声压级作为评价量,结合HJ 793—2106《城市轨道交通(地下段)结构噪声监测方法》、GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》和JGJ/T170—2009《城市轨道交通引起建筑物振动与二次幅射噪声限值及其测量方法标准》监测和评价地铁列车运行引起临近建筑室内结构噪声,并应用于北京市实测研究。结果表明:北京市地铁列车运行引起建筑室内结构噪声的频率范围为12.5~200Hz;L_(Aeq20 k)不适用于地铁低频结构噪声的评价;北京市2条地铁线路列车运行的结构噪声特征频率分别为31.5、40、50、63和100 Hz,以40 Hz为主。实测表明,地铁结构噪声污染的特征是列车通过时特征频率上的声压增量明显,由于地铁结构噪声在200 Hz以下低频部分的能量分布差异,以及A计权对低频段声压级的消减差异,L_(Aeq200)评价结果不能客观反映地铁结构噪声的实际影响;低矮楼房对地铁结构噪声有放大作用,而高层楼房则有一定衰减作用;建筑物体量大小和隧道埋深较水平距离对地铁结构噪声衰减的影响更为明显。因此,地铁建设宜综合考虑地铁埋深,并避免穿越低矮楼房和平房区以控制结构噪声污染。

地铁引起建筑室内振动监测与评价探讨

基于对国内建筑住宅室内振动监测与评价方法的分析与探讨,表明室内振动测量相关技术要求基本一致。评价量不同,数据处理与评价方式不同,造成仪器技术性能要求不同。GB/T 5035—2005不适用于环境保护领域室内振动的监测,其标准限值较宽松。JGJ/T 170—2009是针对地铁引起建筑物室内振动监测与评价的方法,且需满足GB 10070—1988的限值要求,其评价量应包括VL_(max)与VL_(Zmax)。但JGJ/T 170—2009与GB 10071—1988规定的振动测试频率范围与频率计权因子完全不同,为便于评价应尽早统一振动测试的频率范围和频率计权因子。VL_(max)与VL_(Zmax)的大小无法简单判定。

精密实验室素地微振动测试与分析

精密实验室对振动要求十分苛刻,为调查之江实验室一期6号实验楼建设用地的微振动特性,判定其选址适用性,提出实验楼工程设计注意事项,利用高精度环境振动测量分析系统进行现场测量,并采用国际通用的1/3倍频程分析法对各测点速度时程数据进行处理。结果表明,该地块素地微振动低于VC-G标准,满足该实验室所需的微振动控制要求;距离较近的周边规划道路车辆行驶对该地块振动影响较大,规划设计时应予以重点考虑;该地块附近未来规划的高铁线路对该建设用地也有显著影响,尤其是关注高铁带来的1.6~12.5 Hz频率段的激励隔离处理。测试分析结果对该工程及同行业相关建筑的选址和防微振设计具有较强的工程实践价值。

北京地铁列车运行引起建筑室内振动污染特征与评价

以分频最大振级(VL max)和最大Z振级(VL Z max)作为评价量,结合相关标准,监测与评价北京市地铁列车运行引起的临近建筑室内振动。结果表明:北京市2条地铁线路的振动特征频率分别为25 Hz、31.5 Hz、40 Hz和63 Hz,以40 Hz为主;特征频率上振动加速度级(VAL)增量明显;VL max、VL Z max的大小既与频率计权因子不统一有关,也与地铁对建筑室内振动的影响程度及振动能量在不同中心频率上的分布差异直接相关;地铁隧道埋深较水平距离对地铁振动衰减作用显著;地铁振动监测与评价的频率范围可统一为对人体影响较大的1 Hz^80 Hz,并统一频率计权因子。

基于频域的声信号计权改进算法

现有高精度数字声级计产品对测量精度和运算速度的要求越来越高,以及对实时同步声压级参数计算的数量需求越来越多。在对声信号进行计算处理时,模拟式声级计在时域下先频率计权,再进行时间计权的传统算法,不仅难以满足现代高精度数字声级计产品高精度和高速度的需要,而且计算参数单一,难以实现计权倍频程声压级等参数的同步实时计算。故提出一种基于Parseval定理和FFT谱分解,先时间计权,再频率计权的改进算法。将声信号做FFT谱分解后,在频域下对频谱信号的功率值进行时间计权和频率计权,最后通过能量求和等方法,实现频率、时间计权总声压级的计算和计权声压级的倍频程分析,以实现计算结果的多参数化。通过与传统算法结果的对比分析,验证算法的有效性与简易性,且满足声级计产品相关标准的基本要求。

吸声材料在变频发电机组噪声控制中的应用

吸声是一种有效的降噪措施,吸声材料广泛用于各种机械设备及其部件的噪声控制中。通过对某1.7 kW变频发电机组的噪声进行测试,发现该发电机组存在原状态吸声材料降噪效果不佳的问题,25%~75%负载噪声仅仅降低了0.1~0.4 dB(A),在空载工况下,发电机组的噪声反而增大了1.1 dB(A)。通过更换4种不同参数的吸声材料进行对比测试,结果发现材质为聚氨酯、密度为35 kg/m^(3)、厚度为10 mm的吸声材料降噪效果最好。与原状态相比,4种负载(空载、25%负载、50%负载和75%负载)下的噪声分别降低了1.1、0.8、0.2、0.6 dB(A),发电机组的噪声得到了进一步改善。吸声材料的降噪分析结果可为发电机组的噪声控制提供思路。

基于随车声强法的公路隧道水泥混凝土路面噪声特性

应用随车声强法测试了高速公路混凝土路面与沥青路面的噪声,采用统计产品与服务解决方案软件（SPSS）分析了噪声样本数据,研究了横向刻槽、纵向刻槽、纵横组合式刻槽及露石混凝土等具有不同抗滑纹理的隧道混凝土路面的A计权声压级和1/3倍频谱噪声特性,并与普通沥青混凝土路面（AC）、沥青玛蹄脂碎石混凝土路面（SMA）和超薄磨耗层的噪声特性进行了对比。研究结果表明：横向刻槽与横向组合式刻槽混凝土路面的噪声范围集中在100~104dB（A）,纵向刻槽混凝土路面的噪声范围集中在99~102dB（A）,露石混凝土路面、普通沥青路面、SMA路面、超薄磨耗层的噪声范围集中在97~100dB（A）;各种路面的1/3倍频程峰值频率均出现在1 000Hz附近,但是露石混凝土路面、普通AC路面、SMA路面、超薄磨耗层峰值频率对应的噪声水平比横向刻槽混凝土路面高出3~5dB（A）。可见,路表纹理形式是影响隧道混凝土路面噪声的重要因素,合理地选择路面纹理有助于降低隧道混凝土路面的噪声。

变频发电机组隔声罩设计与降噪

随着环境噪声排放要求的提高,静音型发电机组成为行业发展方向,隔声罩作为发电机组有效的降噪措施将得到广泛应用。以某3.5 kW静音变频发电机组为研究对象,通过设计隔声罩对机组的噪声进行控制,利用LMS Virtual Lab Acoustics软件对隔声罩的降噪效果进行评估分析,隔声罩的平均隔声量为4.2 dB(A),高频隔声量优于低频,且噪声主要从排风开口向外传播。试验结果表明,机组在0%、25%、50%、75%和100%五种常用负载工况下,所设计隔声罩的隔声量为(3.1-4.1)dB(A),降噪效果良好,与仿真结果基本吻合。研究结果为发电机组隔声罩设计提供可靠的评价方法。