振動・衝撃・騒音對策 基礎知識

「某一量的大小，隨著時間變化而大於或小於某個基準值的現象」
（引自日本音響學會編《音響用語辭典》）

「某一座標系中的量，其大小相對於平均值或基準值，在大於與小於之間交替變化的狀態。」（引自 JIS B 0153 機械振動・衝擊用語）

我們身邊的振動種類繁多，從像鐘擺那樣以固定時間間隔振動的簡單振動，到搭乘電車時感受到的不規則振動，再到鐵軌接縫處產生的週期性振動所疊加的複雜振動都有。

從這些振動的發生源來看，有像道路施工用的破碎錘那樣產生衝擊的振動，洗衣機脫水時因洗衣物偏重造成的不平衡質量旋轉引起的振動，或者像往復動壓縮機那樣由往復質量的慣性力產生的振動等，各種不同的振動形式。

從一個波峰到下一個波峰的時間稱為週期，單位是秒（s）。
週期 T 的倒數，也就是
f = 1/T
稱為振動頻率，單位是赫茲（Hz）。
振幅 A 是指從基準值到最大值的距離。

固有頻率是指任何系統（物體）最容易振動的頻率。
換句話說，當系統受到與其固有頻率相同的頻率作用時，振動會被放大，產生強烈的振動。
這種現象稱為共振，而該頻率稱為共振頻率。

彈簧和質量的例子中，固有頻率由質量大小和彈簧（剛性）這兩個因素決定。
當質量變小或剛性變高時，固有頻率會上升；
反之，當質量變大或剛性變低時，固有頻率會下降。

一般在表示物理量的比值時會使用分貝（dB）這個單位。
尤其是在處理基準值的萬倍、百萬倍等極大或極小數值時，不直接使用單位，而採用對數單位 dB，這樣不僅計算更方便，也被證明更符合人的感覺。

分貝（dB）單位的計算公式

以下表格部分顯示了分貝（dB）與數值（倍數）之間的關係。

此外，聲壓級的基準是以最小可聽值的聲壓有效值 2×10⁻⁵ Pa 作為標準。

防振材料的一項特性是振動傳遞特性，通常橫軸表示頻率［Hz］，縱軸表示響應倍率［dB］。
圖表中的峰值頻率稱為共振頻率 $f_0$，響應倍率則稱為共振倍率。

隨著頻率升高，響應倍率會變小，當頻率達到共振頻率f0の√2倍時，響應倍率為 0 dB（即1倍）。
在零交叉點以上的頻率範圍內，防振效果有效，稱為防振效果區域；相反地，零交叉點以下的頻率範圍稱為共振區域，會使振動放大。
此外，這種特性會隨著荷重、溫度等條件改變，因此需要注意。

緩衝		利用任意行程將衝擊力抑制為較小衝擊力的方法： 1. 在對象物上貼附緩衝材。 2. 增加緩衝材的厚度。 3. 調整緩衝材至適當的硬度和支撐面積。
防振（振動隔離）		將振動源傳遞到對策物的振動進行隔離與降低的方法： 1. 在振動源與對策物之間夾入防振材料。 2. 根據振動源的頻率，選擇固有頻率（彈性常數）較低的防振材料。
制振		將振動能量轉換為熱能來使振動衰減的方法： 1. 在對策物或振動源上貼附制振材料。 2. 選擇振動能量轉換成熱能效率（損失係數）較高的材料。
隔音		阻斷空氣中傳播的聲音，抑制聲音能量傳遞的方法： 1. 用隔音材料將噪音源包覆起來。 2. 增加隔音材料的密度。 3. 增加隔音材料的厚度。
吸音		吸收空氣中傳播的聲音的方法： 1. 使用吸音材料包覆噪音源。 2. 選擇在噪音問題頻率範圍內具有高吸音率的材料。 3. 增加吸音材料的厚度。