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噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 版權信息
- ISBN：9787030539588
- 條形碼：9787030539588 ; 978-7-03-053958-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 本書特色
適讀人群 ：可作為高等學校船舶類專業和機械類專業的教材，相關專業的師生和工程技術人員可作為高等學校船舶類專業和機械類專業的教材，相關專業的師生和工程技術人員 ★ **版于2001年出版，出版20余年來，被聲學界享有盛譽的南京大學、西安交通大學等選用 ★ 編寫由淺入深，由簡單到復雜，不僅提供聲和振動的基礎知識，而且還提供噪聲和振動控制技術和實例 ★ 適用面廣，可以作為高等院校環境類、船海類、聲學類和其他有噪聲振動控制需求專業的廣大師生的教材
噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 內容簡介
本書為適應環境類專業“振動與噪聲控制技術”及其相關課程的教學和實踐需要而編寫。本書分為基礎篇、控制篇、運用篇三大部分。基礎篇利用較少的篇幅，簡明扼要地介紹了振動基礎和聲學理論基礎，以及振動與噪聲控制的一般過程。本書的重點是振動控制技術和噪聲控制技術，在控制篇，用五章的篇幅，詳細闡述了吸振、隔振、阻尼減振、吸聲、隔聲等專項控制技術。在實際工程運用中，每一種專項控制技術并不是孤立的，在運用篇中，介紹了消聲器與聲屏障，它們是噪聲控制各專項技術綜合運用的典型例子。
噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 目錄
目錄
第三版前言
第二版前言
**版前言
基礎篇
第1章 振動基礎概述 3
1.1 質點振動學 3
1.1.1 單自由度系統的自由振動 4
1.1.2 有阻尼的自由振動 6
1.1.3 質點的強迫振動 8
1.2 彈性體振動基礎 13
1.2.1 弦振動 14
1.2.2 梁的縱振動 18
1.2.3 梁的橫振動 21
1.2.4 薄板的橫振動 27
振動基礎部分常用符號與公式 33
習題 35
第2章 聲學基礎概述 37
2.1 聲波的基本性質 37
2.1.1 理想流體介質中的聲波方程 38
2.1.2 平面波、球面波和柱面波 41
2.1.3 聲波的反射與透射 45
2.2 典型聲源及其聲輻射 47
2.2.1 脈動球源、點聲源和多極子聲源 48
2.2.2 無限障板上活塞式輻射聲場 53
2.2.3 板的聲輻射 56
習題 59
第3章 船舶結構動力學基礎 61
3.1 動態系統研究方法 61
3.1.1 集中質量法 61
3.1.2 假設模態法 63
3.1.3 瑞利法 65
3.1.4 里茲法 66
3.1.5 有限元法 67
3.1.6 統計能量分析法 68
3.2 船舶結構中的彈性波 70
3.2.1 概述 70
3.2.2 梁中的彈性波 71
3.2.3 板中的彈性波 73
3.2.4 圓柱殼體中的彈性波 74
3.3 結構中的波型轉換 76
第4章 振動與噪聲控制的一般過程 78
4.1 倍頻程分析 78
4.1.1 基本概念 78
4.1.2 與窄頻帶寬分析關系 80
4.2 振動評價及控制的一般過程 81
4.2.1 振動的評價 81
4.2.2 振動控制的一般過程 84
4.3 噪聲評價及控制的一般過程 85
4.3.1 噪聲的評價 85
4.3.2 噪聲控制的一般過程 91
習題 92
控制篇
第5章 動力吸振 95
5.1 動力吸振原理 95
5.1.1 無阻尼動力吸振器 95
5.1.2 無阻尼動力吸振器的使用條件 98
5.1.3 阻尼動力吸振器 99
5.1.4 復式動力吸振器 101
5.1.5 非線性動力吸振器 103
5.2 動力吸振器參數影響分析及設計 104
5.2.1 動力吸振器參數影響分析 104
5.2.2 動力吸振器設計步驟 107
5.3 動力吸振典型案例 108
習題 109
第6章 振動隔離 110
6.1 隔振原理 110
6.1.1 隔振的分類 110
6.1.2 隔振的評價 111
6.1.3 隔振原理 112
6.1.4 隔振性能分析 114
6.2 隔振設計與隔振器 115
6.2.1 隔振設計步驟 115
6.2.2 常用隔振器及其應用 117
6.3 隔振典型案例 121
習題 123
第7章 阻尼減振 125
7.1 阻尼減振原理 125
7.1.1 阻尼的定義與作用 125
7.1.2 阻尼的產生機理 126
7.2 阻尼材料與阻尼結構 130
7.2.1 阻尼材料 130
7.2.2 阻尼基本結構及其應用 134
7.3 阻尼減振典型案例 137
第8章 吸聲技術 140
8.1 吸聲評價方法 140
8.1.1 吸聲系數 140
8.1.2 吸聲量 141
8.1.3 吸聲預估與應用 141
8.2 吸聲材料 143
8.2.1 多孔性吸聲材料的吸聲機理 143
8.2.2 影響多孔性吸聲材料吸聲系數的因素 144
8.2.3 常用的吸聲材料的吸聲特性 145
8.3 吸聲結構 146
8.3.1 共振吸聲原理 146
8.3.2 常用吸聲結構 147
8.4 吸聲降噪典型案例 152
習題 153
第9章 隔聲技術 155
9.1 隔聲原理 155
9.1.1 透聲系數與隔聲量 155
9.1.2 質量定律 156
9.1.3 吻合效應 157
9.1.4 單層勻質墻的隔聲性能 159
9.1.5 雙層墻的隔聲性能 160
9.2 隔聲裝置 163
9.2.1 隔聲間 163
9.2.2 隔聲罩 166
9.3 隔聲降噪典型案例 167
習題 170
運用篇
第10章 消聲器 173
10.1 消聲器分類及其聲學性能評價 173
10.1.1 消聲器分類 173
10.1.2 消聲器聲學性能評價 174
10.2 消聲器降噪作用機理 176
10.2.1 阻性消聲器 176
10.2.2 抗性消聲器 180
10.2.3 阻抗復合式消聲器 196
10.3 消聲器的高頻失效現象 199
10.3.1 高頻失效原理 199
10.3.2 高頻失效預防措施 203
10.4 消聲器空氣動力性能評價 206
10.4.1 氣流對消聲器聲學性能的影響 207
10.4.2 氣動力性能評價 209
習題 212
參考文獻 213
第三版前言
第二版前言
**版前言
基礎篇
第1章 振動基礎概述 3
1.1 質點振動學 3
1.1.1 單自由度系統的自由振動 4
1.1.2 有阻尼的自由振動 6
1.1.3 質點的強迫振動 8
1.2 彈性體振動基礎 13
1.2.1 弦振動 14
1.2.2 梁的縱振動 18
1.2.3 梁的橫振動 21
1.2.4 薄板的橫振動 27
振動基礎部分常用符號與公式 33
習題 35
第2章 聲學基礎概述 37
2.1 聲波的基本性質 37
2.1.1 理想流體介質中的聲波方程 38
2.1.2 平面波、球面波和柱面波 41
2.1.3 聲波的反射與透射 45
2.2 典型聲源及其聲輻射 47
2.2.1 脈動球源、點聲源和多極子聲源 48
2.2.2 無限障板上活塞式輻射聲場 53
2.2.3 板的聲輻射 56
習題 59
第3章 船舶結構動力學基礎 61
3.1 動態系統研究方法 61
3.1.1 集中質量法 61
3.1.2 假設模態法 63
3.1.3 瑞利法 65
3.1.4 里茲法 66
3.1.5 有限元法 67
3.1.6 統計能量分析法 68
3.2 船舶結構中的彈性波 70
3.2.1 概述 70
3.2.2 梁中的彈性波 71
3.2.3 板中的彈性波 73
3.2.4 圓柱殼體中的彈性波 74
3.3 結構中的波型轉換 76
第4章 振動與噪聲控制的一般過程 78
4.1 倍頻程分析 78
4.1.1 基本概念 78
4.1.2 與窄頻帶寬分析關系 80
4.2 振動評價及控制的一般過程 81
4.2.1 振動的評價 81
4.2.2 振動控制的一般過程 84
4.3 噪聲評價及控制的一般過程 85
4.3.1 噪聲的評價 85
4.3.2 噪聲控制的一般過程 91
習題 92
控制篇
第5章 動力吸振 95
5.1 動力吸振原理 95
5.1.1 無阻尼動力吸振器 95
5.1.2 無阻尼動力吸振器的使用條件 98
5.1.3 阻尼動力吸振器 99
5.1.4 復式動力吸振器 101
5.1.5 非線性動力吸振器 103
5.2 動力吸振器參數影響分析及設計 104
5.2.1 動力吸振器參數影響分析 104
5.2.2 動力吸振器設計步驟 107
5.3 動力吸振典型案例 108
習題 109
第6章 振動隔離 110
6.1 隔振原理 110
6.1.1 隔振的分類 110
6.1.2 隔振的評價 111
6.1.3 隔振原理 112
6.1.4 隔振性能分析 114
6.2 隔振設計與隔振器 115
6.2.1 隔振設計步驟 115
6.2.2 常用隔振器及其應用 117
6.3 隔振典型案例 121
習題 123
第7章 阻尼減振 125
7.1 阻尼減振原理 125
7.1.1 阻尼的定義與作用 125
7.1.2 阻尼的產生機理 126
7.2 阻尼材料與阻尼結構 130
7.2.1 阻尼材料 130
7.2.2 阻尼基本結構及其應用 134
7.3 阻尼減振典型案例 137
第8章 吸聲技術 140
8.1 吸聲評價方法 140
8.1.1 吸聲系數 140
8.1.2 吸聲量 141
8.1.3 吸聲預估與應用 141
8.2 吸聲材料 143
8.2.1 多孔性吸聲材料的吸聲機理 143
8.2.2 影響多孔性吸聲材料吸聲系數的因素 144
8.2.3 常用的吸聲材料的吸聲特性 145
8.3 吸聲結構 146
8.3.1 共振吸聲原理 146
8.3.2 常用吸聲結構 147
8.4 吸聲降噪典型案例 152
習題 153
第9章 隔聲技術 155
9.1 隔聲原理 155
9.1.1 透聲系數與隔聲量 155
9.1.2 質量定律 156
9.1.3 吻合效應 157
9.1.4 單層勻質墻的隔聲性能 159
9.1.5 雙層墻的隔聲性能 160
9.2 隔聲裝置 163
9.2.1 隔聲間 163
9.2.2 隔聲罩 166
9.3 隔聲降噪典型案例 167
習題 170
運用篇
第10章 消聲器 173
10.1 消聲器分類及其聲學性能評價 173
10.1.1 消聲器分類 173
10.1.2 消聲器聲學性能評價 174
10.2 消聲器降噪作用機理 176
10.2.1 阻性消聲器 176
10.2.2 抗性消聲器 180
10.2.3 阻抗復合式消聲器 196
10.3 消聲器的高頻失效現象 199
10.3.1 高頻失效原理 199
10.3.2 高頻失效預防措施 203
10.4 消聲器空氣動力性能評價 206
10.4.1 氣流對消聲器聲學性能的影響 207
10.4.2 氣動力性能評價 209
習題 212
參考文獻 213
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噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 節選
基礎篇 第1章 振動基礎概述 聲音的本質就是氣體、液體、固體介質中的質點振動，聲音的產生和傳播都離不開介質的力學振動行為。一陣微風吹來，人們就會聽到樹葉運動而發出“沙沙”的響聲。音樂家輕輕撥動琴弦，提琴就會發出美妙的曲調。醫生將聽筒的一端置于病人的心臟部位，就能從另一端聽到心臟“嘭嘭”跳動的聲音。這些都是振動產生和傳播聲音的例子。聲有有利的一面，也有有害的一面。人們把不和諧的、令人反感的聲音稱為噪聲。要抑制噪聲的發生和傳播，就必須了解噪聲產生的原因和傳播的規律，也就必須具備振動基本知識。 現實生活中，振動現象是無處不在的。世界上所有的物質都處在運動中，運動的方式千姿百態，而振動就是物體運動的一種十分重要和特殊的形式。物體在振動過程中，某些物理量（如位移、速度、加速度、電流、壓力等）時大時小，發生周期性變化，如鐘擺的周期性擺動；汽輪機主軸和葉輪在周期旋轉過程中由于微小的偏心而產生的振動；汽車在凹凸不平的路面上行駛所產生的振動；高層建筑在風力作用下發生搖擺振動等。 振動學的研究范圍十分廣泛，本章主要介紹與聲學問題聯系比較密切的一些力學振動基礎知識。1.1節主要介紹質點振動學，1.2節介紹一些典型彈性體的振動。 1.1 質點振動學 所謂質點振動系統，就是假定：構成振動系統的物體，不論幾何尺寸大小如何，都可看作是一個物理量集中的系統。質點振動系統又稱為集中參數系統。質點振動系統的*基本構成是質量塊和彈簧。在質點振動系統中，質量塊的質量可認為是集中在一點上，整個彈簧的剛度是均勻的，就是說彈性也可認為是集中在一點上，由此構成的運動系統的運動狀態是均勻的。 任何物體都具有一定的幾何尺寸，但是在一定的假設條件下，可以用質點振動系統來描述。判斷實際振動系統是否可以簡化為質點振動系統模型，就要看物體的幾何尺寸相比物體中傳播的振動波的波長的相對值。如果物體的幾何尺度大于振動波的波長，這就意味著在某一個瞬時，物體上各個位置的振動狀態是不一樣的，這種情況下振動系統不能用質點振動系統來描述。如果物體的幾何尺寸與振動波的波長相比小得多，那么振動物體上各個位置的振動狀態就可以看成是近似均勻的，這種情況下振動系統就可以近似為質點振動系統。需要特別強調的是：判斷實際物體的振動能否作為質點振動系統來近似，并不取決于它的絕對幾何尺寸大小，而要看它的幾何尺寸與振動波波長的相對關系。 在質點振動系統的假設下，實際振動物體的振動分析就變得較為簡單，而研究獲得的振動規律也比較清晰和直觀。 1.1.1 單自由度系統的自由振動 一個振動系統的自由度是指在振動過程中任何瞬時都能完全確定系統在空間的幾何位置所需要的獨立坐標的數目。一個振動系統究竟有多少個自由度，不僅取決于系統本身的結構特性，還要根據所研究的振動問題的性質、要求的精度以及振動的實際情況等來確定。如圖1.1所示的彈簧-質量塊系統，質量塊作為一個質點在空間有三個自由度，但是如果它只是在垂直方向作上下振動，則在振動過程中任何瞬時，系統的幾何位置只需要一個獨立坐標x就可以完全確定，這時可視其為單自由度振動系統。 *簡單的單自由度振動系統就是一個彈簧連接一個質量塊的系統。把質量塊的質量記作M，把彈簧的剛度記作K。在沒有外力擾動的情況下，質量塊受到的重力與彈簧的彈力相平衡，系統處于相對靜止狀態。將靜止狀態下質量塊的位置稱為平衡位置。以平衡位置為坐標原點，假設有一個外力突然在x方向推動或拉動質量塊，使得彈簧產生拉伸或壓縮，隨即釋放，此后質量塊在彈簧彈力的作用下，將在平衡位置附近作往復運動，也就是發生了振動。如果外力僅在初始時刻使物體產生一個初位置或初速度，而在振動過程中并無外力作用，那么這種情況下質點振動系統的振動就稱為自由振動。 對圖1.1所示的單自由度自由振動系統進行受力分析，如圖1.2所示。當質量塊離開平衡位置，沿x軸正方向產生位移時，彈簧也相應伸長，這時質點上就受到了彈簧的作用力。這里假設質點離開平衡位置的位移很小，以致彈簧的伸長或收縮沒有超出彈性變形的限度，按照胡克定律，在彈性范圍內，彈簧力的大小與變形量成正比，稱為線性恢復力，并可表示為（1.1.1） 圖1.1彈簧-質量塊系統 圖1.2振子受力分析 式中，比例系數K就是彈簧的剛度系數，簡稱剛度，它等于彈簧發生單位變形量所需要的力。有時也用其倒數來表示，剛度系數的倒數稱為順性系數，或簡稱力順，它等于單位力產生的變形量。線性恢復力的作用就是使離開平衡位置的質點趨于恢復到平衡位置，因此線性恢復力的方向與質點位移的方向剛好相反。 按照牛頓第二運動定律，質點在線性恢復力的作用下將產生加速度，有（1.1.2）式（1.1.2）經過整理可以寫成如下形式（1.1.3） 式中，是引入的一個參量，稱為振動圓頻率。式（1.1.3）就是質點的自由振動方程。通過求解自由振動方程，就可以獲得自由振動的一般規律。式（1.1.3）是對時間t的齊次二階常微分方程，其解的一般形式應是兩個簡諧函數的線性疊加（1.1.4）式中，C、D為兩個待定常數，由運動的初始條件確定。式（1.1.4）也可寫成另一種形式（1.1.5）式中，A為位移振幅；φ為振動起始時刻的初相位。 振動問題也可以通過復數解來表示，采用復數解可以簡化數學處理，式（1.1.3）的復數解為（1.1.6）式中，系數A由初始條件確定。當然采用復數解也有一些缺點，因為復數解不能直接地描述物理問題的直觀情況，在必要時還需對求解結果取實部（或虛部）。 不管采用哪一種解的形式，獲得振動位移之后，由振動位移可以方便地獲得振動速度v和振動加速度a。 運動自t=0時刻開始，經過t=T時間又恢復到原來狀態，T就是振動的周期。從式（1.1.5）可以得到，T=2π，即振動的周期為（1.1.7） 振動分析中人們通常采用頻率的概念，頻率f與周期T互為倒數，頻率表示每秒振動的次數，頻率的單位是赫茲，記作Hz。頻率f與圓頻率滿足如下關系（1.1.8） 對于上述的單自由度自由振動系統，頻率f反映了系統振動的固有特性，因此稱為固有頻率，固有頻率一般以符號0f表示。對于上述分析的自由振動系統，可以寫出其固有頻率為（1.1.9） 由式（1.1.9）可見： （1）當質點作自由振動時，其振動頻率僅與系統的固有參量有關，而與振動的初始條件無關。自由振動系統的這一特性，在日常生活中比較常見。例如，鍵盤類樂器標定后，按動某一個琴鍵，不管按動的輕重如何，琴鍵所發出聲音的頻率是一定的，按得輕或按得重僅影響聲音的強弱。 （2）對于質點振動系統，質量越大，則系統的固有頻率越低；剛度越大，則系統的固有頻率越高。這一規律在振動與噪聲控制中具有重要意義：通過改變系統的質量或剛度，就可以改變系統的固有頻率，使之落于一定的頻帶范圍之外，從而保證在人們所關心的頻帶范圍內具有較小的振動或噪聲。 1.1.2 有阻尼的自由振動 在前面所述的自由振動中并未考慮運動的阻力，由于振動過程中機械能守恒，系統保持持久的等幅振動。但實際系統振動時不可避免地存在阻力，因而在一定時間內振動逐漸衰減直至停止。阻力有多種來源，如兩個物體之間的干摩擦阻力、氣體或液體介質的阻力、有潤滑劑的兩個面之間的摩擦力、由于材料的黏彈性而產生的內部阻力等。在振動中這些阻力統稱為阻尼。 阻尼的存在將消耗振動系統中的能量，消耗的能量轉變為熱能和聲能傳播出去。有阻尼的自由振動也稱為衰減振動。 不同的阻尼具有不同的性質。兩個平滑接觸面之間的摩擦力F與兩個面之間的垂直壓力N成正比，即（1.1.10）
噪聲與振動控制技術基礎(第三版) 作者簡介
盛美萍 西北工業大學教授，博導。2008年獲中國青年女科學家獎；2007年獲陜西省科學技術二等獎（排名1）；2006年獲中國青年科技獎；2005年獲霍英東高校青年教師獎；2004年入選首批教育部新世紀優秀人才計劃等。
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