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1.1　机械振动与噪声研究的意义1

第1章　绪论1

1.2　机械振动与噪声分类2

1.2.1　机械振动分类2

1.2.2　机械噪声分类3

1.3　机械振动与噪声分析方法4

1.4　机械振动与噪声控制方法6

1.5　本课程学习目的与方法7

习题7

2.1　振动分析的力学模型9

第2章　单自由度系统振动分析9

2.2　振动微分方程的建立11

2.3　无阻尼单自由度系统的自由振动13

2.4　等效单自由度振动系统14

2.4.1 等效质量14

2.4.2　等效刚度16

2.5　具有粘性阻尼系统的自由振动17

2.6　有阻尼单自由度系统的受迫振动22

2.7　机械振动的隔离与减振28

2.8　非简谐周期激励下的响应31

2.9　任意激励下的响应32

习题35

第3章 多自由度系统振动分析40

3.1　二自由度系统振动微分方程建立40

3.1.1　两质体二自由度系统振动方程40

3.1.2 单质体二自由度系统振动方程44

3.2　二自由度系统振动方程的一般形式及其矩阵表达式47

3.2.1 二自由度振动系统作用力方程47

3.2.2　二自由度振动系统位移方程47

3.3.1 固有频率和主振型48

3.3　二自由度系统的自由振动48

3.3.2　初始条件的响应52

3.3.3　解耦与主坐标53

3.4　多自由度系统的自由振动56

3.4.1 多自由度系统特征值和特征向量56

3.4.2 多自由度系统的主振型正交性59

3.4.3 多自由度系统正则坐标63

3.5　无阻尼多自由度系统的受迫振动64

3.6　有阻尼多自由度系统的受迫振动67

3.6.1 多自由度系统阻尼67

3.6.2　有阻尼多自由度系统激振响应70

3.7　多自由度系统振动分析的工程应用77

3.7.1　无阻尼动力吸振器77

3.7.2　阻尼动力吸振器原理81

3.8　MATLAB在振动分析中的应用83

3.8.1 MATLAB的数据输入格式和规定83

3.8.2　矩阵运算84

3.8.3 MATLAB求特征值和特征向量85

习题86

4.1.1 单自由度系统90

4.1　瑞利法90

第4章　线性振动的近似分析方法90

4.1.2　多自由度系统91

4.2　瑞利-里兹法96

4.3　子空间迭代法99

4.4　有限元法102

4.4.1　单元刚度矩阵与质量矩阵103

4.4.2　有限元总体刚度矩阵和总体质量矩阵103

4.5　传递矩阵法106

习题109

5.1　杆的纵向振动112

第5章　线性连续系统振动分析——固体中的弹性波112

5.2　梁的横向振动115

5.3　薄板的横向振动122

习题124

第6章　机械噪声分析基础126

6.1　声波波动方程126

6.1.1　声波概念126

6.1.2　声场基本方程127

6.1.3　声波波动方程130

6.1.4　声速与温度的关系131

6.2.1　平面声场132

6.2　声场类型132

6.2.2　球面声场134

6.2.3　柱面声场134

6.3　声场描述135

6.3.1 声压、声强、声能密度、声功率135

6.3.2　声压级、声强级、声功率级137

6.3.3　噪声叠加139

6.3.4　噪声频谱140

6.4　声波的传播144

6.4.1　声源的类型144

6.4.2　声波的反射和透射、声波的扩散149

6.5　室内声场150

6.5.1 吸声系数及房间吸声量150

6.5.2　扩散声场的声强152

6.5.3　混响时间153

6.5.4　空气吸收对混响时间的影响155

6.5.5　封闭空间的稳定声场155

6.6　噪声的评价159

6.6.1 噪声对人的影响159

6.6.2　人耳等响曲线159

6.6.3 频率计权161

6.6.4　声基本评价量162

6.6.5　噪声标准164

习题165

第7章　机械噪声控制技术166

7.1　噪声源识别与控制166

7.1.1　噪声源识别166

7.1.2　机械噪声源控制概述168

7.2　吸声降噪171

7.2.1　多孔吸声材料171

7.2.3　穿孔板吸声结构173

7.2.2　薄板共振吸声结构173

7.2.5 吸声降噪量计算174

7.2.4　微穿孔板吸声结构174

7.3　隔声技术177

7.3.1 单层均质薄板的质量定理178

7.3.2　吻合效应180

7.3.3　单层板隔声特性曲线180

7.3.4　双层板及组合结构181

7.3.5　隔声罩182

7.3.6　声屏障186

7.4.1　阻性消声器188

7.4　消声器188

7.4.2　抗性消声器192

7.4.3　微穿孔板消声器195

7.5　阻尼减振降噪195

7.5.1　粘弹性阻尼195

7.5.2　复合阻尼钢板及阻尼合金198

7.5.3 阻尼应用实例198

习题199

8.1.1 转子系统动不平衡问题200

8.1　旋转机械转子不平衡与临界转速200

第8章　转子系统振动分析与动平衡200

8.1.2　转子临界转速201

8.2　刚性转子动平衡原理204

8.2.1 刚性转子双面动平衡204

8.2.2　刚性转子动平衡实验207

8.3　柔性转子动平衡原理208

8.4　柔性转子的平衡条件211

8.5　振型平衡法214

8.6　应用MATLAB计算转子的临界转速218

8.6.1 求临界转速的Riccati传递矩阵法218

8.6.2　应用MATLAB计算临界转速220

习题223

第9章　机械振动与噪声实验分析技术226

9.1　噪声测量仪器与环境226

9.1.1　声学传感器226

9.1.2　声级计227

9.1.3 消声室和混响室227

9.2　噪声测量方法228

9.2.1 生产环境噪声测量228

9.2.2　机器噪声的现场测量229

9.3.1　声强测量的基本理论230

9.2.3　厂界噪声测量230

9.3　声强测量230

9.3.2　声强测量的应用232

9.4　振动信号采集与分析232

9.4.1　信号采集232

9.4.2　采样定理235

9.4.3　快速傅里叶变换236

9.4.4　频谱泄漏237

9.5　振动测试系统238

9.5.1　正弦激振测试系统239

9.5.2　瞬态激振测试系统240

9.5.3　随机激振测试系统242

习题244

第10章　随机振动分析简介245

10.1　功率谱密度245

10.2　单自由度系统对随机激励响应246

10.3　多自由度系统对随机激励响应248

习题250

附录　部分习题参考答案252

参考文献261