浅析减振降噪在机械设计中的应用

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摘要：噪音作为一种污染形态在现代环境理念发展的背景下越来越受到人们的重视，如何对其进行处理也成为工业发展中的重要内容，为了有效的对噪音问题进行处理就需要从多方面对其进行控制，其中减振降噪在机械设计中的应用可以从根本上对噪音问题进行处理，以此来保证机械产品在使用中不会出现严重的噪音问题，使其结构性能可以得到有效优化。
关键词：减振降噪；机械设计；应用；控制
引言
在减振降噪中其主要是通过寻找噪音产生因素来对其设计进行合理的优化，并根据其传播形态及源头来进行噪音控制。一般在机械设计减振降噪中其需要从材料、结构等方面考虑如何对其合理的进行设计来达到相关的要求，并通过吸声、隔声、消声等方式来降低噪音源所带来的影响，同时还需利用隔振技术等方式来控制振动问题的产生，进而达到减振降噪的目的。
1 机械噪声产生的原因及特点
1.1 机械噪声产生的原因
根据机械噪声的形态可以将其分为两个种类，分别为空气动力性噪声及机械性噪声两种，机械噪声的产生会受到周边环境因素及自身性能因素的影响。同时机械产品其在实际的运行过程中不可能完全达到理想的运行状态，因此其噪声的产生可以说是一种运行中不可避免的现象，为此在机械噪声的处理中可以采用对其运行结构进行优化设计来减少振动及噪声问题的生成，以此来提升机械的应用质量。
1.2 机械噪声的特点
第一种，空气动力性噪声。此种机械噪声的生成主要受到周边环境中气流的变化而产生，在机械运行中其运转所造成的气流出现不稳定的情况，包括喷射噪声、涡流噪声、旋转噪声、周期性进排气噪声、燃烧噪声和激波噪声等。
第二种，机械性噪声。此类噪声源的产生主要是由于机械运行中其固体部件因振动而出现噪音现象，其表现为固体振动、撞击、转动、摩擦等因素所造成的噪音情况。
2 减振降噪在机械设计中对噪声源进行控制的应用
2.1 选择适当的机械产品制造材料
一般在机械产品材料的选用上需要综合产品的需要来对材料的性能进行考虑，以此来保证在实际中可以满足机械生产的需求。因此在减振降噪的应用中需要考虑材料是否能起到控制噪音的作用，因此材料的阻尼性能成为在机械设计过程中需要重点考察的一部分。阻尼性能表示一种材料受到激振力的作用时，内部分子消耗吸收能量和抑制构件振动的能力大小。同时阻尼合金材料在承受一定载荷的情况下能较好的发挥阻尼降噪的作用。
2.2 在机械设计中对其结构进行优化
通常机械结构所造成的噪音主要是在其运转过程中所产生的，因此针对此类振动、噪声的生成因素来进行减振降噪处理是降低结构噪声的主要措施，为此可以采用对结构进行优化的方式来达到控制噪声的目的。因此在机械设计的过程中需要重点关注机械结构在实际中的应用情况，并对减振降噪技术合理的应用，以此来保证结构设计的科学性。
3 减振降噪在机械设计中对噪声传播途徑进行控制的应用
3.1 吸声技术与隔声技术的应用
在机械设计中可以选用具有较强吸声性能的材料，通过对声波的传播途径进行控制来吸收及耗散掉其所产生的声能。吸声技术的应用过程即为吸声材料和吸声结构的选择过程；利用隔声材料和隔声结构隔离或阻挡声能的传播的方法称为隔声。吸声技术与隔声技术常交叉使用，以达到良好的降噪效果。
3.2 消声装置的应用
噪声的消声可以分为主动消声与被动消声，其中噪声的被动控制法已经非常成熟并广泛应用，而主动消声技术是新兴技术，多用于高精尖设备，其使抗噪声源与早期干扰声波相结合导致声音消失。消声器是最常见的消声装置之一，主要分为：阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器、小孔消声器和有源消声器六大类。安装消声器是控制空气动力性噪声的有效措施，它既能允许气流顺利通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播，值得指出的是，消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，而对设备的结构噪声、电磁噪声等无明显效果。同时凡是以气流噪声为主的噪声控制问题，均可在进排气口安装消声设备来降低噪声。
消声器虽然不能为系统注入声能，属于被动消声，但在有功率来源的情况下可以调整噪声的频率，使噪声衰减。许多业内研究人员时下致力于研究可根据噪声的频率自动调节声阻抗的智能主动噪声控制系统，通过输入抗性声能，抵消噪声以降噪。其它常见的消声设备有消声坑、消声百叶扇等。消声坑具有效果好、压力损失小、气流脉动衰减率高、施工方便、造价低等特点，位于地下，还具有不占空间的优点；消声百叶扇是一种新的进、排气消声方法及装置，其特点是采用由进、排气流驱动的可变阻旋转叶轮的消声方法。由于旋转叶轮轴承间隙随温度变化而引起不同的摩擦阻力，致使被气体驱动的旋转叶轮对流动气体形成不同的阻尼，从而达到消声效果。因为旋转叶轮能储存气流的能量，因此旋转叶轮能对脉动气流起到瞬时加压或抽吸，使脉动气流趋于平稳。
3.3 隔振技术的应用
振动产生噪声，而在工程实际中，振动是不可避免的，故隔振技术的合理利用是工业中除声降噪的有效途径。对于一些不可避免的振动，设计人员采取将振动源与地基或需要防振的物体之间用弹性元件和阻尼件进行连接，隔绝或减弱振动的方法达到降噪的目的。隔振分为主动隔振与被动隔振。主动隔振是将振源与支撑振源的基础隔开；被动隔振是将需防振的物体单独与振源隔开。隔振技术中另外一个重要的分支就是阻尼材料，阻尼材料及阻尼减振的应用应划归为噪声源的控制范畴。
结语
在机械设计中进行减振降噪必须要对其噪音的源头因素进行了解，并结合噪音问题的生成因素及特点来选用适当的设计方式来对机械设计进行优化。目前在机械设计中，其所采用的减振降噪技术也在不断的完善及优化，以上提出了几种具有可行性价值的机械设计方法，可以有效的提升机械设计的质量。
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