Анализ возникновения структурного шума. Решение системы линейных алгебраических уравнений, формирование вектора правой части при линейной нагрузке, страница 5

        Шум – случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты, мешающий, нежелательный звук. Воздействие шума на человека зависит от его характеристик.

2.4.1. Характеристики шума

Основными характеристиками шума являются:

·  уровни звукового давления (УЗД), дБ;

·  уровни звука (УЗ), дБА;

·  частотный состав (спектр).

        Уровни звукового давления (L) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; и 8000 Гц являются характеристикой постоянного шума на рабочих местах и определяются по формуле:

,

где Р – среднее квадратичное значение звукового давления, Па; Р₀ – исходное значение звукового давления или нулевой порог слышимости, Па; Р₀=2*10^-5, Па – пороговое значение, соответствующее порогу чувствительности уха на частоте 1000 Гц.

        Переход к децибелам вместо паскалей при измерениях и расчетах шума обусловлен тем, что логарифмический масштаб более адекватно отображает восприятие шума человеческим ухом. Кроме того, человеческое ухо воспринимает шум в очень широком диапазоне звуковых давлений: от 2*10^-5 до приблизительно 2*10² Па, что делает использование логарифмического масштаба более удобным. Область звукового восприятия человеком показана на рис. 7.1.

  

Рис. 7.1. Область слухового восприятия человека:

1 – порог слышимости, 2 – болевой порог.

        Итак, в прикладной акустике для измерений шума используют децибелы (дБ).

        Децибел – единица измерения УЗД, десятая часть Бела, названая так в честь знаменитого американского изобретателя телефона Г. Белла (1847-1924).

        Человек воспринимает шум в пределах от ) дБ (нулевой порог) до приблизительно 130-140 дБ (болевой порог). Изменение УЗД производится прибором с октавными фильтрами, который называется шумомером.

        Для ориентировочной оценки шума используется характеристика УЗ (L_a), который определяется по формуле:

,

где Р_А – среднее квадратическое давление с учетом коррекции А шумомера, Па. Характеристики шумомера приведены на рис. 7.2.

  

Рис.7.2. Частотные характеристики шумомера

(А – интегральная, С – линейная)

        Характеристика шума в дБА является интегральной, поэтому она нашла широкое применение в технике измерений и нормировании шума. В табл. 7.1. приведены для сравнения УЗ некоторых источников. Из этих данных можно представить, какие УЗ мы слышим.

                            Таблица 7.1

                                    Шум, который нас окружает

Источник шума (местоположение источника)	УЗ.Дба	Расстояние, на котором измерен источник, м
Шорох листвы при полном Безветрии Тихая сельская местность Шепот Обычный разговор Салон комфортабельного автомобиля Легковой малошумный автомобиль Скоростной поезд Звон будильника Оживленная магистральная улица Механический цех Отбойный молоток Симфонический оркестр Обитаемое отделение танка Взлет реактивного самолета Взлет ракеты	20 25-30 40 60 65 70 75 70-80 80-85 85-90 100 110 110- 120 125 160	— ¾ 0,3 1,0 — 7,5 100 1,0 7,5 — 1,0 10 ¾ 100 100

        Кроме основных характеристик, для расчетов широко используются уровни интенсивности (L_I) и уровни звуковой мощности (L_w) (дБ), определяемые по формулам:

где I и W – среднеквадратические значения интенсивности и мощности звука соответственно; I₀=10^-12 Вт/м², W₀=10^-12 Вт – значения нулевых порогов интенсивности и мощности звука.

        Связь между интенсивностью звука (I, Вт/м²) и звуковым давлением определяется выражением:

,

где rс – удельное акустическое сопротивление среды (при 760 мм. рт. ст. и t=20^оС, rс=420 н*с/м³).

2.4.2. Спектральные и временные характеристики шума

        Спектром шума называется зависимость уровней звукового давления от частоты. Понятие спектрального состава шума источника, представление о разложении шума на спектральные составляющие широко используется в практике шумозащиты.