声学基础ppt课件 第二章 振动与波.ppt

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1、第二章振动与波1声学基础第二章振动与波主要内容振动的基本概念质点的自由振动质点的衰减振动质点的强迫振动2声学基础第二章振动与波什么是声音？3物体围绕它的平衡位置的往复运动叫做振动,而振动在连续介质中的传播就产生声音。声波有两个基本要素：声源，即振动的物体。声波赖以传播的介质，这种介质可以是固体、液体或气体。声音是机械振动在连续媒质中的传播声学基础第二章振动与波声学现象实质上就是传声媒质质点所产生的力学振动传递过程的表现。振动学是研究声学的基础质点振动系统（集中参数系统）假设构成振动系统的物体，不论其几何大小如何，都可以看成是一个物理性质集中的系统，

2、对于这种系统，质量块的质量认为是集中在一点的，运动状态都是均匀的。4声学基础第二章振动与波什么样的振动系统可以看做质点振动系统？物体的线度与物体中振动传播波长（振动一次所传播的距离）小的多，那么这个物体的各部分振动状态就可以看成近似均匀，而这个振动系统就可以近似的看做质点振动系统5声学基础第二章振动与波6声学基础第二章振动与波主要内容振动的基本概念质点的自由振动质点的衰减振动质点的强迫振动7声学基础第二章振动与波质点的自由振动8外力仅在初始时刻起作用，而后就去掉，在这种情况下质点所做的振动称为自由振动声学基础第二章振动与波9f=-kx(t)为力顺，

3、它反映弹簧的柔顺程度根据牛顿第二运动定律f=ma所以质点自由振动方程其中声学基础第二章振动与波自由振动的一般规律10声学基础第二章振动与波自由振动的一般规律11声学基础第二章振动与波根据自由振动方程所以位移速度加速度角频率系统的固有频率力顺12声学基础第二章振动与波例：扬声器力学振动系统在低频时可视为集中参数系统，设系统原质量为M，力顺为，采用新材料后，系统的质量为2M，力顺为2，请问采用新材料后，扬声器的固有频率是提高还是降低了。解：13声学基础第二章振动与波主要内容振动的基本概念质点的自由振动质点的衰减振动质点的强迫振动14声学基础第二章振动与

4、波质点的衰减振动15在不存在阻尼的理想情况下，当质点在初始时刻受到外界的扰动，就开始做等幅的简谐振动。实际上，任何振动系统在振动过程中，总有阻尼力存在，不可能永远作等幅简谐振动。系统在振动时，始终会受到阻尼力的作用。这种阻力作用可能是振动体与周围媒质之间的粘滞摩擦（或振动物体自己的内摩擦）的效果，振动能逐渐变化为热能；也可能是振动物体向周围媒质辐射声波的效果，这种情况下，机械能通过辐射转化为声能而耗散失去。声学基础第二章振动与波衰减振动方程16令阻力：衰减系数声学基础第二章振动与波阻尼系数（衰减系数）质点衰减振动规律过阻尼状态系统不发生振动临界阻尼

5、状态系统按指数规律衰减欠阻尼状态系统发生衰减振动17声学基础第二章振动与波欠阻尼状态系统发生衰减振动18振动规律为有阻尼时系统的固有频率声学基础第二章振动与波主要内容振动的基本概念质点的自由振动质点的衰减振动质点的强迫振动19声学基础第二章振动与波一个振动系统受到阻力作用后，振动会渐渐衰减到停止。要使振动持续不停，就要不断的从外部获得能量。强迫振动：受到外部持续作用而产生的振动20声学基础第二章振动与波质点的强迫振动21外部持续作用力力平衡方程外力刚加上时，系统的振动有意过渡状态，很快达到稳定状态，在稳定状态系统的振动频率与外力的频率相同，即系统完

6、全受外力的支配声学基础第二章振动与波22此时，质点振动位移系统的力阻抗力阻：力抗：质量抗弹性抗声学基础第二章振动与波位移振幅23设力学品质因素设静态位移振幅时的位移振幅设外力频率与固有频率的比值声学基础第二章振动与波位移振幅的比值24曲线在z=zr位置出现峰值这一现象称为系统的位移共振对应的频率称为位移共振频率归一化位移共振曲线Q越大，共振位移振幅越大声学基础第二章振动与波位移达到极大值时的z值25位移共振的频率声学基础第二章振动与波位移共振时的位移振幅比26当Qm=1时，Ar=1.115，共振峰仅比平坦区的极限值高0.115倍，在f=f0处，可得

7、A≈1。当系统的Qm控制在1附近，位移共振曲线最为均匀声学基础第二章振动与波质点振动速度和加速度幅值27系统的总体振动状况取决于系统的各个参数的相对关系和驱动力的频率声学基础第二章振动与波速度的振幅28将除以常数声学基础第二章振动与波速度的振幅比29速度共振频率为速度共振时，Br=Qm声学基础第二章振动与波加速度的振幅30将除以声学基础第二章振动与波加速度的振幅比31加速度共振时加速度的共振频率为声学基础第二章振动与波加速度的振幅比32仅当时，加速度振幅才出现共振共振时，加速度振幅声学基础第二章振动与波电声器件的工作原理（1）质量控制区：（2）弹性

8、控制区：（3）力阻控制区：33声学基础第二章振动与波例1压强式电容传声器的简单工作原理34传声器的输出电压与振膜的平均位移