结构振动与声辐射

本书 是一本跨学科的具有理论和工程实用价值的专业教科书。作者从声学、结构动力学、流体动力学诸学科的原理出发，系统地对介质中结构振动与声辐射一类的理论和工程问题进行了原理分析与范例的解析计算。包括典型结构的自由振动及其产生的声场波动的特性分析；可压缩介质中不同形式结构激振动的响应分布和声场分布计算方法；随机信号激励下结构的随机振动与噪声场的处理、分析和估计方法；运动介质中流体动力振荡、结构振动和声场的相互耦合作用的分析、计算与估计。

作 者：何祚镛 著

ISBN ：7-81073-210-2

出版日期：2001.12

版次：1版

开 本：32开

装 帧：简装

前言

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 结构振动声辐射的常用研究方法概述 2

1.3 板结构振动声辐射研究现状 4

1.4 研究内容简介 8

第2章 空气介质中圆板的声辐射研究 10

2.1 引言 10

2.2 空气介质中平板结构的受迫振动响应 10

2.2.1 空气介质中圆板的受迫振动响应 12

2.2.2 空气介质中矩形板的受迫振动响应 13

2.3 自由振动圆板的频率方程及其特征根 13

2.3.1 固定边界圆板的频率方程及其特征根 14

2.3.2 简支边界圆板的频率方程及其特征根 15

2.3.3 自由边界圆板的频率方程及其特征根 15

2.4 弯曲振动圆板的模态辐射效率 18

2.4.1 圆板的模态声功率 18

2.4.2 圆板的模态均方振速 19

2.4.3 圆板的模态辐射效率 21

2.4.4 圆板模态辐射效率的影响因素分析 26

2.5 圆板的平均辐射效率研究 29

2.5.1 圆板平均辐射效率 29

2.5.2 平均辐射效率的影响因素分析 32

2.6 本章小结 36

第3章 水介质中圆板的声辐射研究 38

3.1 引言 38

3.2 临水圆板的振动响应 39

3.3 临水圆板的模态辐射效率 40

3.4 临水振动圆板的附加质量研究 42

3.4.1 临水振动圆板的附加质量 42

3.4.2 临水振动圆板附加面密度对比分析 46

3.5 临水振动圆板的附加阻尼研究 49

3.5.1 临水振动圆板的附加阻尼 50

3.5.2 振动圆板附加阻尼对比分析 53

3.6 临水振动圆板的平均辐射效率研究 59

3.6.1 临水振动圆板的平均辐射效率 59

3.6.2 水介质对圆板的平均辐射效率影响分析 62

3.6.3 圆板平均辐射效率的对比分析 64

3.6.4 临水振动圆板平均辐射效率的两种附加质量修正法比较 69

3.7 本章小结 71

第4章 水介质中矩形板的声辐射研究 73

4.1 引言 73

4.2 临水振动矩形板的振动响应 73

4.3 矩形板的模态辐射效率 74

4.3.1 空气介质中振动矩形板的模态辐射效率 74

4.3.2 临水振动矩形板的模态辐射效率 79

4.4 临水振动矩形板的附加质量研究 80

4.4.1 临水振动矩形板的附加质量 80

4.4.2 临水矩形板附加质量与波数变换法附加质量计算结果对比 82

4.4.3 振动矩形板的附加面密度对比分析 83

4.5 临水振动矩形板的附加阻尼研究 84

4.5.1 临水振动矩形板的附加阻尼因子 84

4.5.2 振动矩形板附加阻尼对比分析 86

4.6 临水振动矩形板的平均辐射效率研究 89

4.6.1 临水振动矩形板的平均辐射效率 89

4.6.2 水介质对矩形板的平均辐射效率影响分析 90

4.6.3 矩形板的平均辐射效率对比分析 91

4.6.4 临水振动矩形板平均辐射效率的两种附加质量修正法比较 93

4.7 本章小结 94

第5章 临水弯曲振动圆板的NAVMI因子研究 96

5.1 引言 96

5.2 临水圆板的AVMI因子及NAVMI因子的附加质量表示法 96

5.3 临水圆板的NAVMI因子及其自然频率的数值计算结果 98

5.4 本章小结 100

第6章 空气介质中加筋矩形板的声辐射研究 101

6.1 引言 101

6.2 正交各向异性板的受迫振动响应 101

6.3 加筋矩形板与正交各向异性板的等效参数 103

6.4 加筋矩形板的辐射效率 105

6.4.1 正交各向异性板的模态声功率及其平均值 106

6.4.2 等效正交各向异性板的模态均方振速及其平均值 107

6.4.3 等效正交各向异性板的模态辐射效率 107

6.4.4 等效正交各向异性板的平均辐射效率 107

6.5 加筋矩形板辐射效率数值仿真 108

6.5.1 加筋矩形板的均方振速 108

6.5.2 加筋矩形板的平均辐射效率 109

6.5.3 结构参数对加筋矩形板平均辐射效率的影响 111

6.6 本章小结 114

第7章 流体中板结构辐射效率实验研究 115

7.1 引言 115

7.2 实验原理 115

7.2.1 结构的声功率级 116

7.2.2 结构表面振速级 116

7.3 实验方案 117

7.3.1 实验场地、实验模型及特制的实验用具 117

7.3.2 实验测试系统 119

7.3.3 声压测点和加速度测点的分布 120

7.4 实验测试及实验结果 123

7.4.1 空气中简支边界圆板的平均辐射效率测试 123

7.4.2 空气中自由边界圆板的平均辐射效率测试 125

7.4.3 空气中简支边界加筋方板的平均辐射效率测试 127

7.4.4 临水自由边界圆板的平均辐射效率测试 129

7.5 本章小结 132

第8章 研究工作总结及未来研究展望 133

8.1 研究工作总结 133

8.2 未来研究展望 135

参考文献 1372100433B

当结构在流体介质中振动时，会向周围介质中辐射声能量。结构的模态辐射效率和平均辐射效率是描述结构声辐射性能的重要参数，其中平均辐射效率作为工程技术人员在结构声学设计中为关心的参数之一，在噪声控制领域具有实际意义。《薄板结构在流体中的振动与声辐射》针对圆板、矩形板和密加筋矩形板等典型结构，以其平均辐射效率为表征参量，详细介绍其在轻质流体（以空气为例）和重质流体（以水为例）中的振动和声辐射问题。

本书主要论述扬声器锥体的振动和声辐射问题。从理论上研究了在各种频率下，忽略和不忽略弯曲劲度时锥体的受迫振动状态;计算了辐射声压、声功率和指向性图形的频率特性等。