噪聲控制與結構設備的動態設計（簡體書）

本書介紹了噪聲控制的聲學基礎、噪聲的危害、評價和標準；敘述了噪聲的測試、吸聲、隔聲、隔振與減振、消聲器等噪聲控制技術；主要研究隔聲、消聲裝置等噪聲控制設備，但研究方法不同於一般常規的方法，它是應用現代信息技術、振動與聲學的基本理論，采用機械*化的設計方法，運用機械動力學的理論模態分析，進行機械動力學的實驗模態分析，尋找噪聲控制設備的特性參數，利用模態參數識別原理，對結構進行靈敏度分析及結構動力修改，設計結構緊湊、重量輕、性能優良的噪聲控制設備及新型元器件。

周新祥，男，1955年出生，現任遼寧科技大學機械學院教授，工程力學系主任，碩士研究生導師，指導畢業碩士生30餘名。作者先後主持煤炭工業部項目：“礦井局扇噪聲控制”、“空壓機站噪聲控制”。相繼主持鞍山市重點技術項目：“隔聲與消聲裝置”、“無油空壓機噪聲控制”、“振動篩動態優化與機電一體化控制”，承擔“異型減速器噪聲與振動控制設計”、“混凝土泵車臂架仿真設計及模態分析研究”、“大型攪拌站結構噪聲與振動動態特性分析”。參加國家自然科學基金“滿足Saint-Venant原理的板的通用邊界條件”，遼寧省教育廳高等院校科研計劃“彈性地基上梁板樁的精化理論”等項目10餘項。近年來，在核心期刊、國際期刊、國際會議發表“LGA風機圓盤式消聲器的實驗模態研究”、“ＷＷ-2.5/1.0空壓機消聲器的結構動態特性優化研究”、“風機圓盤式消聲器的動態優化設計”、“LGA風機消聲器的靈敏度分析及結構動力修改”、“Structure Dynamic Optimal Study of the Oilless Air Compressor Muffler”等噪聲控制及相關論文30餘篇，EI檢索12篇。先後出版《噪聲控制及應用實例》、《機械動力學及工程應用》、《噪聲控制技術及其新進展》（冶金工業出版社，2007）等。先後主講材料力學、理論力學、工程力學、聲學原理與測試、現代噪聲控制、機械動力學等課程。校材料力學精品課負責人。現任遼寧省振動工程學會理事，遼寧省力學會常務理事，遼寧省噪聲控制專業委員會副主任，機械工業出版社高等學校工科力學教學工作委員會委員。

本書通過介紹噪的聲學基礎、噪聲的的危害與評價標準、噪聲的測量儀器與測試技術、噪聲源及控制概述等知識，並輔以介紹7個專題，將噪聲控制與結構設備的動態設計進行了全面的闡述，對噪聲控制工程具有實際意義。

噪聲控制越來越引起人們重視，強烈的噪聲會導致機器設備和某些工業結構的聲疲勞，長期作用會縮短其壽命，甚至有可能導致事故的發生。海軍艦船和水中兵器的噪聲直接關係到能否生存，噪聲控制在軍事領域尤其十分重要的問題。
噪聲控制的隔聲罩、隔聲屏、消聲器等是噪聲控制的高效工程應用設備，設備的設計有多種因素制約，如何更好利用材料的隔聲、吸聲、隔振等手段，阻礙聲波的傳播，或讓聲波的能量耗散掉，從而達到高效降噪的目的，是作者撰寫本書的主要目的。
本書共分18章。第1~4章分別介紹了噪聲控制的聲學基礎、噪聲的危害與評價標準、噪聲的測量儀器與測試技術、噪聲源及控制概述等知識。第5~8章主要敘述吸聲、隔聲、隔振與減振、消聲器等噪聲控制措施。第9~11章選擇典型噪聲控制設備——消聲器；分別闡述消聲器的優化設計、有限元模態分析、實驗模態分析的基本理論和方法。主要思路是根據噪聲源頻譜特性，在對消聲器進行優化選型初級設計、大致確定消聲器的類型、初步結構和尺寸，考慮降噪量、阻力損失；重量、體積，以最優化設計為設計原則來設計消聲器。根據優化理論設計出的消聲器參數是否理想，能否因噪聲的幹擾而引起共振，導致消聲器消聲性能不佳，甚至放大噪聲。可根據理論模態分析，預測消聲器及總體結構的動態特性，特別是當噪聲頻率與消聲器的某一固有頻率相近或重合時，可能引起共振，達不到所希望的消聲效果，需要對結構進行動力修改。由理論模態分析獲得消聲器設計中的重要參數是否真實可信，需對總體結構進行實驗模態分析，用實驗的方法來尋求模態頻率、振型及描述響應向量的各個坐標值。當消聲器動態特性不滿足預定要求時，需要對結構進行動力性修改。用實驗模態分析獲得消聲器的固有頻率和模態振型，對實際應用來說更可靠，更能反映消聲器的動態特性。第12~18章為典型噪聲控制設備動態設計工程應用專題，是作者從事噪聲控制領域的部分科研應用課題。即噪聲源測試分析應用專題，噪聲源數學模型的建立應用專題，噪聲源的主動控制應用專題，噪聲控制設備的優化設計應用專題，噪聲控制設備的有限元模態分析專題，噪聲控制設備的靈敏度分析與結構動力修改專題，噪聲控制設備的實驗模態分析應用專題。
本書由遼寧科技大學周新祥（第1章、第7~18章）、於曉光（第2~6章）撰寫。遼寧科技大學胡素影也參加了第18章（18.2專題）撰寫。全書由周新祥統稿，研究生任囡囡、湯艷玲、劉成、胡光宇、韓達夢、類興隆、楊鳳貞、叢天舒、陳穎、李榮榮、鄒曉彬、田恩輝、孫傳濤等參加繪圖及打字校對工作。
本書在撰寫過程中，得到大連理工大學教授、博士生導師郭杏林的指導和鼓勵，在此表示誠摯、衷心的感謝。同時，作者對中國機械工程學會環境保護學會、中國振動工程學會、遼寧省振動工程學會、遼寧省機械工程學會環境保護工程分會的有關專家、教授的指導和幫助深表謝意。
本書由遼寧科技大學重點學科建設基金資助出版，值此，對學校領導、有關部門負責、經辦的同志的大力支持、幫助 ，表示真誠的感謝 。
本書的順利出版，得助於冶金工業出版社領導和編輯的辛勤工作，值此，深深謝意。
由於作者水平有限，書中會有不妥之處，懇請讀者批評指正。

1 噪聲控制的聲學基礎
1.1 噪聲污染與聲音的產生及傳播
1.2 噪聲的物理量度
1.3 聲音的傳播與衰減特性
1.4 管道噪聲的自然衰減
2 噪聲的危害與評價標準
2.1 噪聲的危害
2.2 噪聲的評價
2.3 噪聲的標準
3 噪聲的測量儀器與測試技術
3.1 常用的噪聲測量儀器
3.2 噪聲的測量方法
3.3 噪聲信號處理與頻譜分析
4 噪聲源及控制概述
4.1 噪聲源的類型
4.2 空氣動力性、機械性、電磁性噪聲及控制概述
4.3 噪聲源鑒別與控制基本程序
5 吸聲材料與吸聲技術
5.1 吸聲材料的性能參數
5.2 吸聲材料與吸聲結構
5.3 吸聲減噪與降噪設計
6 隔聲材料與隔聲技術
6.1 隔聲材料及隔聲基本知識
6.2 隔聲間的設計
6.3 隔聲罩的設計
6.4 隔聲屏的設計
7 隔振與減振技術
7.1 振動基本知識與測量技術
7.2 振動的危害與評價標準
7.3 隔振設計
7.4 隔振材料與隔振器
7.5 阻尼減振與阻尼材料
8 典型噪聲控制設備——消聲器
8.1 消聲器的種類及性能要求
8.2 阻性消聲器
8.3 抗性消聲器
8.4 阻抗復合式消聲器
8.5 微穿孔板消聲器
8.6 排氣噴射消聲器
8.7 幹涉式消聲器
8.8 消聲器的聲學性能與空氣動力性能
9 消聲器的優化設計分析
9.1 優化設計理論基礎概述
9.2 消聲器的優化設計應用
9.3 消聲器優化設計例題分析
10 消聲器的有限元模態分析
10.1 消聲器有限元模態分析方法的提出
10.2 消聲器有限元模態分析的理論基礎
10.3 消聲器有限元模態分析例題
11 消聲器的實驗模態分析
11.1 消聲器實驗模態分析概述
11.2 消聲器實驗模態分析的理論基礎
11.3 消聲器實驗模態分析訓練及例題
12 噪聲源測試分析應用專題
12.1 專題 LGA羅茨風機噪聲測試與分析
12.2 專題 減速器的噪聲測試及控制
13 噪聲源數學模型的建立應用專題
13.1專題 軸流風機噪聲源數學模型建立和估算
13.2專題 空壓機噪聲源的數學模型建立
14 噪聲源的主動控制應用專題
14.1 專題 小型離心鳳機嗓聲源的主動控制
15 噪聲控制設備的優化設計應用專題
15.1 專題 LGA 羅茨風機圓盤式消聲器的動態優化設計
16 噪聲控制設備的有限元模態分析專題
16.1專題 LGA羅茨風機圓盤式消聲器的有限元模態分析
17 噪聲控制設備的靈敏度分析與結構動力修改專題
17.1專題 LGA羅茨風機圓盤式消聲器的靈敏度分析與結構動力修改
18 噪聲控制設備的實驗模態分析應用專題
18.1 專題 LGA羅茨風機圓盤式消聲器的實驗模態分析
18.2 專題 節流降壓—小孔噴注消聲器實驗模態研究
參考文獻