噪声控制与结构设备的动态设计

本书通过介绍噪的声学基础、噪声的的危害与评价标准、噪声的测量仪器与测试技术、噪声源及控制概述等知识，并辅以介绍7个专题，将噪声控制与结构设备的动态设计进行了全面的阐述，对噪声控制工程具有实际意义。 

本书介绍了噪声控制的声学基础、噪声的危害、评价和标准；叙述了噪声的测试、吸声、隔声、隔振与减振、消声器等噪声控制技术；主要研究隔声、消声装置等噪声控制设备，但研究方法不同于一般常规的方法，它是应用现代信息技术、振动与声学的基本理论，采用机械*化的设计方法，运用机械动力学的理论模态分析，进行机械动力学的实验模态分析，寻找噪声控制设备的特性参数，利用模态参数识别原理，对结构进行灵敏度分析及结构动力修改，设计结构紧凑、重量轻、性能优良的噪声控制设备及新型元器件。

周新祥，男，1955年出生，现任辽宁科技大学机械学院教授，工程力学系主任，硕士研究生导师，指导毕业硕士生30余名。作者先后主持煤炭工业部项目：“矿井局扇噪声控制”、“空压机站噪声控制”。相继主持鞍山市重点技术项目：“隔声与消声装置”、“无油空压机噪声控制”、“振动筛动态优化与机电一体化控制”，承担“异型减速器噪声与振动控制设计”、“混凝土泵车臂架仿真设计及模态分析研究”、“大型搅拌站结构噪声与振动动态特性分析”。参加国家自然科学基金“满足Saint-Venant原理的板的通用边界条件”，辽宁省教育厅高等院校科研计划“弹性地基上梁板桩的精化理论”等项目10余项。近年来，在核心期刊、国际期刊、国际会议发表“LGA风机圆盘式消声器的实验模态研究”、“ＷＷ-2.5/1.0空压机消声器的结构动态特性优化研究”、“风机圆盘式消声器的动态优化设计”、“LGA风机消声器的灵敏度分析及结构动力修改”、“Structure Dynamic Optimal Study of the Oilless Air Compressor Muffler”等噪声控制及相关论文30余篇，EI检索12篇。先后出版《噪声控制及应用实例》、《机械动力学及工程应用》、《噪声控制技术及其新进展》（冶金工业出版社，2007）等。先后主讲材料力学、理论力学、工程力学、声学原理与测试、现代噪声控制、机械动力学等课程。校材料力学精品课负责人。现任辽宁省振动工程学会理事，辽宁省力学会常务理事，辽宁省噪声控制专业委员会副主任，机械工业出版社高等学校工科力学教学工作委员会委员。

1   噪声控制的声学基础
1.1  噪声污染与声音的产生及传播
1.2  噪声的物理量度
1.3  声音的传播与衰减特性
1.4  管道噪声的自然衰减
2   噪声的危害与评价标准  
2.1  噪声的危害
2.2  噪声的评价
2.3  噪声的标准
3   噪声的测量仪器与测试技术
3.1  常用的噪声测量仪器
3.2  噪声的测量方法
3.3  噪声信号处理与频谱分析
4   噪声源及控制概述
4.1  噪声源的类型
4.2  空气动力性、机械性、电磁性噪声及控制概述
4.3  噪声源鉴别与控制基本程序
5   吸声材料与吸声技术
5.1  吸声材料的性能参数
5.2  吸声材料与吸声结构
5.3  吸声减噪与降噪设计
6   隔声材料与隔声技术
6.1  隔声材料及隔声基本知识
6.2  隔声间的设计
6.3  隔声罩的设计
6.4  隔声屏的设计
7    隔振与减振技术
7.1  振动基本知识与测量技术
7.2  振动的危害与评价标准
7.3  隔振设计
7.4  隔振材料与隔振器
7.5  阻尼减振与阻尼材料
8    典型噪声控制设备——消声器
8.1  消声器的种类及性能要求
8.2  阻性消声器
8.3  抗性消声器
8.4  阻抗复合式消声器
8.5  微穿孔板消声器
8.6  排气喷射消声器
8.7  干涉式消声器
8.8  消声器的声学性能与空气动力性能
9   消声器的优化设计分析
9.1  优化设计理论基础概述
9.2  消声器的优化设计应用
9.3  消声器优化设计例题分析
10  消声器的有限元模态分析
10.1  消声器有限元模态分析方法的提出
10.2  消声器有限元模态分析的理论基础
10.3  消声器有限元模态分析例题
11  消声器的实验模态分析
11.1 消声器实验模态分析概述
11.2 消声器实验模态分析的理论基础
11.3  消声器实验模态分析训练及例题
12  噪声源测试分析应用专题
12.1 专题  LGA罗茨风机噪声测试与分析
12.2 专题  减速器的噪声测试及控制
13   噪声源数学模型的建立应用专题
13.1专题  轴流风机噪声源数学模型建立和估算
13.2专题  空压机噪声源的数学模型建立
14  噪声源的主动控制应用专题
14.1 专题  小型离心凤机嗓声源的主动控制
15   噪声控制设备的优化设计应用专题
15.1 专题  LGA 罗茨风机圆盘式消声器的动态优化设计
16  噪声控制设备的有限元模态分析专题
16.1专题 LGA罗茨风机圆盘式消声器的有限元模态分析
17  噪声控制设备的灵敏度分析与结构动力修改专题
17.1专题 LGA罗茨风机圆盘式消声器的灵敏度分析与结构动力修改
18  噪声控制设备的实验模态分析应用专题
18.1 专题  LGA罗茨风机圆盘式消声器的实验模态分析
18.2 专题  节流降压—小孔喷注消声器实验模态研究
参考文献

噪声控制越来越引起人们重视，强烈的噪声会导致机器设备和某些工业结构的声疲劳，长期作用会缩短其寿命，甚至有可能导致事故的发生。海军舰船和水中兵器的噪声直接关系到能否生存，噪声控制在军事领域尤其十分重要的问题。
噪声控制的隔声罩、隔声屏、消声器等是噪声控制的高效工程应用设备，设备的设计有多种因素制约，如何更好利用材料的隔声、吸声、隔振等手段，阻碍声波的传播，或让声波的能量耗散掉，从而达到高效降噪的目的，是作者撰写本书的主要目的。
本书共分18章。第1~4章分别介绍了噪声控制的声学基础、噪声的危害与评价标准、噪声的测量仪器与测试技术、噪声源及控制概述等知识。第5~8章主要叙述吸声、隔声、隔振与减振、消声器等噪声控制措施。第9~11章选择典型噪声控制设备——消声器；分别阐述消声器的优化设计、有限元模态分析、实验模态分析的基本理论和方法。主要思路是根据噪声源频谱特性，在对消声器进行优化选型初级设计、大致确定消声器的类型、初步结构和尺寸，考虑降噪量、阻力损失；重量、体积，以化设计为设计原则来设计消声器。根据优化理论设计出的消声器参数是否理想，能否因噪声的干扰而引起共振，导致消声器消声性能不佳，甚至放大噪声。可根据理论模态分析，预测消声器及总体结构的动态特性，特别是当噪声频率与消声器的某一固有频率相近或重合时，可能引起共振，达不到所希望的消声效果，需要对结构进行动力修改。由理论模态分析获得消声器设计中的重要参数是否真实可信，需对总体结构进行实验模态分析，用实验的方法来寻求模态频率、振型及描述响应向量的各个坐标值。当消声器动态特性不满足预定要求时，需要对结构进行动力性修改。用实验模态分析获得消声器的固有频率和模态振型，对实际应用来说更可靠，更能反映消声器的动态特性。第12~18章为典型噪声控制设备动态设计工程应用专题，是作者从事噪声控制领域的部分科研应用课题。即噪声源测试分析应用专题，噪声源数学模型的建立应用专题，噪声源的主动控制应用专题，噪声控制设备的优化设计应用专题，噪声控制设备的有限元模态分析专题，噪声控制设备的灵敏度分析与结构动力修改专题，噪声控制设备的实验模态分析应用专题。
本书由辽宁科技大学周新祥（第1章、第7~18章）、于晓光（第2~6章）撰写。辽宁科技大学胡素影也参加了第18章（18.2专题）撰写。全书由周新祥统稿，研究生任囡囡、汤艳玲、刘成、胡光宇、韩达梦、类兴隆、杨凤贞、丛天舒、陈颖、李荣荣、邹晓彬、田恩辉、孙传涛等参加绘图及打字校对工作。
本书在撰写过程中，得到大连理工大学教授、博士生导师郭杏林的指导和鼓励，在此表示诚挚、衷心的感谢。同时，作者对中国机械工程学会环境保护学会、中国振动工程学会、辽宁省振动工程学会、辽宁省机械工程学会环境保护工程分会的有关专家、教授的指导和帮助深表谢意。
本书由辽宁科技大学重点学科建设基金资助出版，值此，对学校领导、有关部门负责、经办的同志的大力支持、帮助 ，表示真诚的感谢 。
本书的顺利出版，得助于冶金工业出版社领导和编辑的辛勤工作，值此，深深谢意。
由于作者水平有限，书中会有不妥之处，恳请读者批评指正。