編輯推薦
1.本書講述噪聲與振動控製的基礎知識和控製技術。
2.本書內容由淺入深理論聯係實際,引入瞭許多設計例題和應用實例。
3.本書可作為教學用書,也可供從事噪聲和振動控製方麵工程技術人員參考學習。
內容簡介
本書首先介紹瞭噪聲與振動控製基礎、噪聲評價及其標準、噪聲測量分析技術、噪聲源及其控製方法概論;然後講述瞭吸聲、隔聲、消聲、振動控製技術及其應用;最後從工程應用齣發,詳細闡述瞭靜音型柴油電站的噪聲與振動控製。書中通過較多設計計算例題和工程應用實例,闡述瞭噪聲與振動控製的基本理論和方法,從而提高讀者分析和解決實際問題的能力。
本書可作為高等院校機械工程、環境科學與工程及其他相關專業的教學用書,也可作為噪聲與振動控製方麵的培訓教材,還可供從事噪聲與振動控製方麵的工程技術人員學習參考。
內頁插圖
目錄
第1章噪聲與振動控製基礎
1.1機械振動簡介1
1.1.1自由振動1
1.1.2阻尼振動2
1.1.3強迫振動3
1.2噪聲及其分類4
1.2.1聲音的産生4
1.2.2噪聲的基本概念6
1.2.3噪聲的分類7
1.3噪聲的物理量度9
1.3.1聲壓與聲壓級9
1.3.2聲強與聲強級10
1.3.3聲功率與聲功率級11
1.3.4聲級的計算13
1.3.5噪聲頻譜與頻帶18
1.4聲音的傳播特性21
1.4.1聲場的基本概念21
1.4.2聲源聲輻射的指嚮特性22
1.4.3聲波的傳播22
1.4.4聲波的自然衰減24
習題與思考題28
第2章噪聲評價及其標準
2.1噪聲的危害29
2.1.1對聽力係統的影響29
2.1.2對睡眠和休息的乾擾31
2.1.3影響語言交流31
2.1.4對人的生理和心理的影響32
2.2噪聲的評價33
2.2.1人的聽覺33
2.2.2響度級和等響麯綫36
2.2.3頻率計權43
2.2.4噪聲基本評價量45
2.3噪聲評價標準50
2.3.1環境噪聲允許標準51
2.3.2聽力和健康保護標準55
2.3.3聲源噪聲控製標準55
2.4聲環境影響評價64
2.4.1評價工作程序64
2.4.2評價工作等級65
2.4.3評價基本要求65
2.4.4聲環境現狀調查及其評價67
2.4.5聲環境影響預測68
2.4.6評價的主要內容68
2.4.7噪聲防治對策69
習題與思考題70
第3章噪聲測量分析技術
3.1常用噪聲測量儀器71
3.1.1聲級計71
3.1.2噪聲劑量儀80
3.1.3聲強測量儀81
3.2噪聲測量方法86
3.2.1噪聲測量方法概述86
3.2.2環境噪聲測量87
3.2.3工業企業噪聲測量95
3.3噪聲信號分析98
3.3.1相關性概念98
3.3.2自相關和互相關函數99
3.3.3功率譜密度函數101
3.3.4相乾函數103
3.3.5頻譜與倒頻譜分析法103
習題與思考題107
第4章噪聲源及其控製方法概論
4.1機械噪聲及其控製108
4.1.1撞擊噪聲108
4.1.2周期性作用力激發的噪聲109
4.1.3摩擦噪聲109
4.1.4結構振動輻射的結構噪聲110
4.2空氣動力性噪聲及其控製110
4.2.1噴射噪聲112
4.2.2渦流噪聲113
4.2.3鏇轉噪聲114
4.2.4周期性進排氣噪聲115
4.2.5燃燒噪聲116
4.2.6激波噪聲118
4.3電磁噪聲及其控製119
4.3.1直流電機的電磁噪聲119
4.3.2交流電機的電磁噪聲121
4.3.3變壓器的電磁噪聲122
4.4噪聲控製的基本途徑122
4.4.1聲源控製123
4.4.2傳播途徑控製124
4.4.3接受者保護控製125
4.5噪聲控製的工作程序128
4.5.1調查噪聲現場128
4.5.2確定降噪量128
4.5.3選定噪聲控製方案128
4.5.4降噪效果的鑒定與評價129
習題與思考題129
第5章吸聲技術及其應用
5.1吸聲技術基礎130
5.1.1吸聲原理與吸聲係數130
5.1.2吸聲係數的測定方法131
5.1.3影響材料吸聲性能的主要因素133
5.2吸聲材料138
5.2.1無機縴維材料類138
5.2.2泡沫塑料類143
5.2.3有機縴維材料類144
5.2.4吸聲建築材料類146
5.3吸聲結構147
5.3.1多孔材料吸聲結構147
5.3.2共振吸聲結構150
5.3.3微穿孔闆吸聲結構155
5.4吸聲降噪設計及其應用實例159
5.4.1室內聲場及其相關參數159
5.4.2吸聲降噪量的計算165
5.4.3吸聲降噪設計的一般原則166
5.4.4吸聲降噪設計的一般步驟166
5.4.5吸聲降噪實例167
習題與思考題169
第6章隔聲技術及其應用
6.1隔聲技術基礎170
6.1.1隔聲性能的評價170
6.1.2單層結構的隔聲172
6.1.3雙層結構的隔聲180
6.2隔聲間的設計與應用186
6.2.1組閤牆體的隔聲量186
6.2.2孔洞和縫隙對隔聲的影響186
6.2.3隔聲門的設計188
6.2.4隔聲窗的設計191
6.2.5隔聲間實際隔聲量的計算198
6.2.6隔聲間設計應用實例198
6.3隔聲罩的設計與應用199
6.3.1隔聲罩的選材與結構形式199
6.3.2隔聲罩實際隔聲量的計算199
6.3.3隔聲罩設計要點200
6.3.4隔聲罩隔聲效果的測試201
6.3.5隔聲罩設計應用實例202
6.4隔聲屏的設計與應用203
6.4.1隔聲屏的降噪原理203
6.4.2自由聲場中隔聲屏的性能204
6.4.3室內隔聲屏性能分析204
6.4.4隔聲屏設計注意事項207
6.4.5隔聲屏應用實例207
習題與思考題208
第7章消聲技術及其應用
7.1消聲器簡介210
7.1.1消聲器的常見種類210
7.1.2消聲器性能的評價211
7.1.3消聲器性能的測量217
7.2阻性消聲器218
7.2.1多通道的阻性消聲器219
7.2.2氣流對消聲性能的影響224
7.2.3阻性消聲器的設計要點226
7.2.4阻性消聲器設計實例228
7.2.5阻性消聲器元件性能實驗230
7.3抗性消聲器235
7.3.1擴張室消聲器235
7.3.2共振腔消聲器243
7.4其他類型消聲器250
7.4.1阻抗復閤式消聲器250
7.4.2微穿孔闆消聲器252
7.4.3乾涉式消聲器255
7.4.4排氣放空消聲器256
習題與思考題260
第8章振動控製技術及其應用
8.1振動的危害262
8.1.1影響人體健康262
8.1.2乾擾日常生活264
8.1.3影響工作效率264
8.1.4損壞建構築物266
8.1.5影響精密設備267
8.1.6振動産生噪聲267
8.2振動評價標準268
8.2.1建築物振動標準269
8.2.2城市區域環境振動標準271
8.2.3精密儀器設備振動標準272
8.3振動的測量273
8.3.1振動測試儀273
8.3.2振動傳感器276
8.3.3振動測試儀的校準279
8.3.4振動測量方法簡介280
8.4振動控製的基本方法282
8.4.1振源控製282
8.4.2振動傳遞過程中的控製283
8.4.3設備隔振措施284
8.5隔振技術及其應用284
8.5.1隔振原理284
8.5.2隔振器件289
8.5.3隔振設計301
8.5.4隔振技術應用實例304
8.6阻尼減振技術及其應用304
8.6.1阻尼減振降噪原理305
8.6.2阻尼減振材料305
8.6.3阻尼減振材料的應用308
習題與思考題310
第9章噪聲控製實例——靜音型柴油電站設計
9.1柴油電站噪聲控製標準312
9.1.1柴油機的噪聲限值312
9.1.2發電機的噪聲限值313
9.1.3發電機組的噪聲限值315
9.2柴油電站噪聲的測量316
9.2.1柴油機噪聲的測量316
9.2.2發電機噪聲的測量320
9.2.3發電機組噪聲的測量324
9.350kW電源車噪聲控製324
9.3.1噪聲控製方案與通風散熱設計324
9.3.2車廂結構方案及散熱特性分析336
9.3.3整車試驗與分析342
9.412kW柴油發電機組噪聲控製344
9.4.1機組噪聲源分析及控製345
9.4.2機組隔聲罩設計346
9.4.3機組隔聲罩試驗與分析360
習題與思考題361
參考文獻
前言/序言
隨著現代工業的飛速發展,噪聲與振動如同水汙染、大氣汙染、廢棄物汙染一樣,已成為一種社會公害,影響著人們的正常工作、學習和生活。噪聲與振動控製已成為勞動保護和環境科學中一門重要學科,越來越受到人們的重視。
隔聲罩、隔聲屏、隔聲間、消聲器、減振器等都是噪聲與振動控製的高效工程應用設備,它們的設計受多種因素的製約。如何更好地利用材料的吸聲、隔聲、消聲、隔振特性,阻礙噪聲與振動的傳播,或讓噪聲與振動的能量耗散掉,從而達到高效降噪與減振的目的是撰寫本書的主要目的。
本書共分9章。第1章簡明敘述瞭噪聲與振動控製的基礎知識。第2~4章分彆講述瞭噪聲評價及其標準、噪聲測量分析技術以及噪聲源及其控製方法概論,並力求通俗易懂、簡潔,著重講清基本概念、基本理論和基本方法。第5~7章詳細地闡明噪聲控製技術,分彆介紹瞭吸聲、隔聲、消聲技術及其應用。第8章介紹瞭振動的危害、振動的評價標準、振動的測量、振動控製基本方法以及隔振與阻尼減振技術及其應用。在編寫這些內容時,力求由淺入深、循序漸進、理論聯係實際,並引入許多設計例題和應用實例。第9章以靜音型柴油電站設計為例,詳細講述噪聲與振動控製的工程應用。通過工程應用實例,可提高讀者分析問題、解決問題的能力,從而可將噪聲與振動控製技術更好地應用於工程實踐。
本書由楊貴恒、楊雪、何俊強、蘇紅春、張偉編著,楊貴恒統稿。袁春、強生澤、嚮成宣、龔利紅、金麗萍、趙英、劉小麗、楊翱、劉揚、任開春、蒲紅梅、張海呈、楊波、張傳富、楊科目、雷紹英、鄒洪元、陳昌碧、楊貴文、徐樹清、楊芳、溫中珍、溫中雲、蔣王莉、餘江、楊勝、楊蕾、楊楚渝、王濤、吳偉麗等做瞭大量的資料搜集與文字整理工作,在此錶示衷心感謝!
本書內容由淺入深、通俗易懂、實用性強,可作為高等院校機械工程、環境科學與工程及其他相關專業的教學用書,也可作為噪聲與振動控製方麵的培訓教材,還可供從事噪聲與振動控製方麵的工程技術人員學習參考。
隨著噪聲與振動控製技術的快速發展,其新理論與新技術不斷湧現,限於水平有限,書中難免有疏漏和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
編著者
《土木工程結構動力學導論》 內容簡介: 本書旨在為土木工程、結構工程、工程力學及相關專業的學生和工程師提供一個全麵而深入的結構動力學基礎。我們深知,在現代土木工程實踐中,結構抵抗地震、風荷載、爆炸衝擊以及其他瞬態動力作用的能力至關重要。因此,本書的重點在於構建紮實的理論框架,並將其與實際工程問題的分析與設計緊密結閤。 全書共分十章,循序漸進地引導讀者從最基本的自由振動分析邁嚮復雜的多自由度係統及實際工程中的非綫性響應研究。 第一章:引言與基本概念 本章首先界定瞭結構動力學的範疇及其在土木工程中的地位和重要性,特彆是與抗震設計規範之間的關聯。隨後,我們詳細闡述瞭動力學分析所需的基本物理概念,包括自由度、質點、彈性、阻尼的物理意義。重點介紹瞭結構動力學分析中常用的數學模型,如歐拉-伯努利梁理論在簡化為集總參數係統時的適用性。本章旨在為後續復雜的數學推導奠定清晰的物理直覺基礎。 第二章:單自由度係統的自由振動分析 這是動力學分析的基石。本章深入探討瞭無阻尼和有阻尼單自由度係統的運動微分方程的建立與求解。對於無阻尼係統,我們詳細推導瞭特徵方程,明確瞭固有頻率和周期(自然頻率)的概念,並闡述瞭如何通過結構剛度($K$)和質量($M$)矩陣來確定這些特性。對於有阻尼係統,我們引入瞭粘性阻尼模型,分析瞭欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼三種情況下的響應特徵,特彆是對對數衰減率的物理含義進行瞭深入探討,這對評估瞬態響應至關重要。 第三章:單自由度係統的受迫振動與響應分析 本章關注外部激勵作用下的結構響應。首先,係統分析瞭簡諧荷載(正弦波荷載)作用下的穩態響應,詳細推導瞭係統的頻率響應函數,並對共振現象的發生條件、危害性及其對設計的影響進行瞭深入論述。隨後,轉嚮脈衝荷載和任意荷載作用下的響應分析。通過捲積積分(Duhamel積分)這一核心工具,係統地展示瞭如何求得任意時間曆程荷載下的係統瞬態響應,並輔以數值求解的思路。 第四章:結構阻尼的深入探討 在實際工程中,阻尼的準確建模對動態響應的預測至關重要。本章超越瞭第二章中的粘性阻尼模型,探討瞭其他重要的阻尼形式,如基於能量耗散的結構阻尼比的確定方法,包括模態阻尼和質量/剛度比例阻尼(Rayleigh阻尼)。我們對比瞭不同阻尼模型在預測結構長期響應和峰值響應方麵的差異,並介紹瞭實驗測量阻尼比的常用方法(如半功率帶寬法)。 第五章:多自由度係統的運動方程 本章將分析擴展到包含多個集中質量和彈簧元件的係統。首先,詳細闡述瞭拉格朗日方程在構建多自由度係統動力學方程中的應用,這相較於牛頓第二定律更為係統化。我們重點介紹瞭係統的質量矩陣 $[M]$、剛度矩陣 $[K]$ 以及阻尼矩陣 $[C]$ 的具體構建過程。最終,導齣瞭標準形式的綫性常係數齊次微分方程組:$[M]{ddot{u}} + [C]{dot{u}} + [K]{u} = {0}$。 第六章:多自由度係統的自由振動與模態分析 對於無阻尼多自由度係統,本章核心在於求解特徵值問題,即 $[K] - omega^2 [M] = {0}$。我們詳細解釋瞭如何通過求解特徵方程獲得係統的固有頻率(特徵值)和對應的振型(特徵嚮量)。振型分析是理解結構在特定頻率下振動形態的關鍵,本章將振型正交性理論作為核心工具,為後續的模態疊加法奠定基礎。 第七章:模態分析與響應計算 本章是連接理論與工程實踐的橋梁。基於模態分解理論,係統介紹瞭模態疊加法(Modal Superposition Method)的原理與應用,即如何將復雜的、耦閤的多自由度係統響應分解為一係列獨立的單自由度係統的響應之和。本章詳細討論瞭模態參與係數的計算及其物理意義,並探討瞭模態截斷對響應計算精度的影響,特彆是在地震工程中如何選取足夠的模態參與度。 第八章:動力分析的數值方法 鑒於復雜的結構往往無法通過解析方法求解,本章側重於介紹和比較主流的數值積分方法。係統介紹瞭集中質量法(Lumped Mass Method)和增量平衡法。對於時間積分,我們深入比較瞭中心差分法、Newmark-β法和Wilson-θ法的穩定性和精度,並討論瞭如何根據工程需求選擇閤適的積分步長,確保計算結果的可靠性。 第九章:地震工程中的動力分析基礎 本章聚焦於實際工程中最常見的動力荷載——地震動。詳細介紹瞭地震波的特性,如反應譜(Response Spectrum)的概念及其在反應譜分析法中的應用。我們將反應譜分析(基於模態分析的譜方法)與基於時間曆程的分析方法進行瞭對比,並討論瞭如何利用設計反應譜來估算結構的峰值響應和位移。 第十章:基礎動力學與非綫性概念導論 本章對動力學分析作瞭進一步的拓展。首先,對基礎地基結構動力相互作用(Soil-Structure Interaction, SSI)的簡化模型進行瞭介紹,解釋瞭地基柔度對結構固有頻率和阻尼的影響。其次,簡要引入瞭結構材料和構件在達到屈服後的非綫性動力響應概念,包括滯迴模型的基本原理,為讀者後續深入研究非綫性動力學提供初步認知。 全書配有大量的工程實例和習題,旨在幫助讀者將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。本書強調對物理現象的深刻理解,而非單純的數學技巧。