本书系统介绍了船体结构振动噪声与控制的理论基础与工程应用。首先，在理论上，从单自由度、多自由度以及连续系统振动方面为读者打下坚实的基础；然后，在结构波动与介质声波方面延伸讨论，使读者能够从更多角度、更深层面了解振动与噪声的机理；最后，从船体振动、噪声的特征、分析方法以及控制方法层面进行了系统性介绍，使读者广泛地接触到实际工程问题。
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前言
本书符号表
0 概述 1
0.1 结构动力学 1
0.2 动力学的发展 2
0.3 振动的基本概念 5
0.4 波动的基本概念 8
0.5 噪声的基本概念 9
0.6 结构动力学分析过程 10
0.7 船体结构动力学 12
0.8 船舶与海洋工程结构动力学课程介绍 13
1 单自由度系统振动 16
1.1 无阻尼自由振动 17
1.1.1 运动微分方程的建立方法 17
1.1.2 运动微分方程的其他建立方法 19
1.1.3 运动微分方程的求解 21
1.1.4 固有频率的求解方法 24
1.2 有阻尼自由振动 29
1.2.1 阻尼的概念及分类 29
1.2.2 黏性阻尼系统自由振动运动方程与求解 31
1.2.3 不同阻尼比的解的讨论 33
1.2.4 描述阻尼特性的其他参数和方法 37
1.3 无阻尼强迫振动 41
1.3.1 简谐激励载荷强迫振动运动方程与求解 41
1.3.2 动力放大系数 45
1.3.3 共振与拍振现象 46
1.3.4 系统振动的复数表示法 49
1.4 有阻尼强迫振动 51
1.4.1 有阻尼强迫振动运动方程与求解 51
1.4.2 幅频特性与相频特性 54
1.5 周期激励下系统的响应 55
1.5.1 线性叠加原理 55
1.5.2 周期激励载荷下系统的响应 57
1.6 任意激励下系统的响应 58
1.6.1 任意激励载荷下单自由度系统的响应 58
1.6.2 脉冲激励的响应 61
习题 69
2 多自由度系统振动 73
2.1 运动微分方程的建立 74
2.1.1 运动微分方程的建立方法 74
2.1.2 二自由度系统运动微分方程 75
2.1.3 影响系数法 77
2.1.4 拉格朗日方程 82
2.2 固有频率与固有振型 88
2.2.1 固有频率 88
2.2.2 固有振型 90
2.2.3 模态叠加法 94
2.3 运动微分方程求解 95
2.3.1 无阻尼自由振动的解法 95
2.3.2 无阻尼强迫振动的解法 97
2.3.3 多自由度系统的阻尼表达与处理 103
2.3.4 有阻尼多自由度系统运动方程的求解 105
2.4 固有频率与振型的近似计算方法 110
2.4.1 瑞利法 110
2.4.2 里茨法 114
2.4.3 迭代法 116
2.4.4 子空间迭代法 120
习题 123
3 连续系统振动 128
3.1 梁的横向振动 129
3.1.1 梁的横向振动运动微分方程 129
3.1.2 固有频率和固有振型 132
3.1.3 载荷及变形对梁的横向振动的影响 139
3.1.4 应用初始条件求自由振动解 144
3.1.5 等直梁的无阻尼强迫振动 145
3.1.6 具有阻尼的动力响应 150
3.2 杆的纵向与轴的扭转振动 154
3.2.1 杆的纵向振动运动微分方程 154
3.2.2 杆的纵向振动运动微分方程的求解 156
3.2.3 圆轴扭转振动运动微分方程与求解 158
3.3 板的横向振动 160
3.3.1 微分方程式和边界条件 160
3.3.2 固有频率与固有振型 164
3.4 能量法 169
3.4.1 瑞利法 169
3.4.2 里茨法 171
3.5 迁移矩阵法 175
3.5.1 状态矢量 175
3.5.2 场迁移矩阵 176
3.5.3 点迁移矩阵 181
3.5.4 迁移矩阵法的应用 182
3.6 有限元法 184
3.6.1 节点的位移坐标和位移插值函数 185
3.6.2 单元体的刚度矩阵、质量矩阵和外力矢量 187
3.6.3 系统的运动方程 191
3.6.4 自由度的缩减 193
3.6.5 无约束系统的处理 195
习题 196
4 结构中的波动 198
4.1 波动的频谱分析 199
4.1.1 傅里叶级数 200
4.1.2 连续傅里叶变换 201
4.1.3 离散傅里叶变换 206
4.1.4 快速傅里叶变换 212
4.1.5 波动的频谱分析方法 214
4.2 杆中的纵波 218
4.2.1 杆中纵波频谱分析 218
4.2.2 载荷下纵波传播特性 219
4.2.3 杆中的耗散 222
4.2.4 反射与透射 224
4.3 梁中的弯曲波 227
4.3.1 梁中弯曲波频谱分析 227
4.3.2 载荷下的弯曲波传播特性 229
4.3.3 反射与透射 232
4.4 薄板中的弯曲波 235
4.4.1 薄板弯曲波频谱分析 235
4.4.2 薄板的点冲击响应 237
4.5 周期结构的弯曲波特性 239
4.5.1 周期结构振动带隙基本理论 239
4.5.2 一维周期梁结构的弯曲波传播特性 245
5 介质中的声波 253
5.1 理想流体中的声波 255
5.1.1 声音的基本物理度量 255
5.1.2 声波方程 257
5.1.3 平面声波的基本性质 262
5.1.4 声波的反射与透射 264
5.2 结构声辐射 269
5.2.1 薄板在无限大介质中自由振动与声辐射 270
5.2.2 不同激励条件下无限板声辐射 277
5.2.3 不同激励条件下有限板声辐射 280
5.3 噪声的表征 284
5.3.1 分贝表示和运算 284
5.3.2 频率表征 288
5.3.3 船舶噪声表征 290
6 船体振动与噪声 292
6.1 船体总振动简介 293
6.2 船体局部振动简介 296
6.3 附连水对振动的影响 297
6.3.1 船体总振动附连水 297
6.3.2 船体局部振动附连水 303
6.4 船体梁总振动固有特性 304
6.4.1 经验公式算法 304
6.4.2 能量法 307
6.4.3 迁移矩阵法 309
6.4.4 有限元法 311
6.5 船体局部振动固有特性 312
6.5.1 船体板振动特性 313
6.5.2 船体板架振动特性 314
6.5.3 船体桅杆振动特性 316
6.5.4 船体舱段振动特性 319
6.5.5 常见振动系统的固有频率 322
6.6 船体强迫振动 325
6.6.1 船体阻尼 325
6.6.2 船体梁强迫振动 329
6.6.3 船体板强迫振动 330
6.7 船舶振动源与噪声源 331
6.7.1 螺旋桨激振力 332
6.7.2 柴油机激振力 337
6.7.3 常用机械噪声源 342
6.8 船舶噪声 346
6.8.1 水下噪声 347
6.8.2 舱室噪声 348
6.8.3 外部大气噪声 349
6.9 船体结构辐射噪声计算方法 350
6.9.1 中低频机械噪声预报方法 350
6.9.2 高频机械噪声与舱室噪声预报方法 353
6.9.3 流噪声预报方法 357
6.9.4 流激噪声预报方法 358
6.10 船体振动的测试 360
6.10.1 测试的目的 360
6.10.2 测试设备和仪器 360
6.10.3 具体的测试方法 362
习题 365
7 船舶振动与噪声的控制措施 366
7.1 船舶设计中的防振与减振措施 368
7.1.1 防止共振 368
7.1.2 结构减振设计 370
7.1.3 船舶结构声学设计 372
7.2 船舶结构振动控制方法 377
7.2.1 阻性减振 377
7.2.2 隔振原理 382
7.2.3 船舶隔振装置设计 386
7.2.4 动力吸振原理 390
7.2.5 船舶动力吸振器设计 398
7.3 船舶噪声的控制方法 401
7.3.1 吸声 401
7.3.2 隔声 403
7.3.3 消声 404
7.3.4 隔声去耦 406
习题 410
参考文献 411
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