船体结构振动与声学基础（李天匀等主编）

课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。为适应新时代人才培养要求，实施了一流本科课程建设计划。加强教材研究，创新教材呈现方式和话语体系、实现理论体系向教材体系转化、教材体系向教学体系转化、知识体系向学生的价值体系转化，使教材更加体现科学性、前沿性，进一步增强教材针对性和实效性，提高教材编写质量。
 “船体振动”课程是船舶与海洋工程专业本科生传统的必修专业课程，主要介绍结构振动、船体结构振动的基本概念和分析方法,使学生掌握分析、解决振动问题的基本技能。按照新时代高等教育改革对课程教材建设的新要求，必须更广泛、更深入地开展“船体振动”教材内容和教材体系的变革性研究。
 一方面，要求学生在一定的学时条件下获得必要的专业知识、思维方法和学术思想；另一方面，要求学生有更宽广的知识面，以适应学科融合、交叉背景下对创新型复合人才的需要。为此，以全国教育大会精神为指导，树立人才培养的中心地位和本科教学的基础地位，在育人为本、教学为先的原则下，从培养新时代高素质工科人才的总体需求出发，结合工科本科专业学生对振动、声学基本知识、基本技术和基本方法的需求和学时分配，对原有的工科相关专业的船体振动、有限元、声学基础的相关知识进行整合、扩展，我们编写了这本《船体结构振动与声学基础》教材，力求让学生在较少的学时内对船体结构振动、声学基础知识体系和进展有一个较为全面的了解。
本书在编写过程中力求达到内容的科学性、前沿性、针对性、时效性等方面的统一，在介绍振动的基本原理、基本方法和基本技术的前提下，将其与船体结构振动内容紧密联系，开展初步的船体结构振动测试与控制应用，并简介了与振动密切关联的声学基本知识。在内容的选择上，注意与线性代数、理论力学、材料力学、结构力学、有限元等课程知识的衔接，力求理论联系实际。在材料组织上，力求概念阐述准确严密，内容安排深入浅出、循序渐进，并注意各章内容的相互依托与交叉，便于教师教学和学生自学。
本书可作为船舶与海洋工程专业等理工科本科生的教材与参考书，在使用本书作教材时，教师可根据培养方案实际情况，在达到课程大纲基本要求的前提下，对内容进行取舍，也可对相关知识的讲授顺序进行调整。本书也可作为工程技术人员的自学参考书。
本书由《船体结构振动与声学基础》课程组集体讨论、编写，后由李天匀、李威、朱翔、李家盛定稿。教材质量的提升是一个长期发展的过程，需要不断吸取人才培养和教学改革成果，吸取科技发展及产业变革的新成果，吸取专家、同行的宝贵意见。
本书得到了华中科技大学教材建设基金资助及华中科技大学出版社万亚军同志的热情支持与帮助，张俊等研究生协助作者编排了大量图表。本书曾作为讲义使用，许多本科生在学习过程中提出了有益的建议，同时本教材参考和引用了若干文献的内容，在此一并表示衷心的感谢。
限于水平，虽经努力，书中错误与不妥之处仍在所难免，诚恳欢迎读者批评、指正。

本教材以船体振动知识为主，兼顾声学基础知识，共8章。第1至第3章阐述了弹性系统振动的基本理论、概念和方法，讨论了单自由度系统、多自由度系统和连续系统的线性微幅振动。第4至第5章介绍了船体总振动和局部振动的特点和分析方法。第6章阐述了船体振动测试与评估。第7章介绍了船舶减振的途径与方法。第8章阐述了船舶噪声控制基本概念和方法。

李天匀，现为华中科技大学船舶与海洋工程学院教授、博士生导师，副院长。兼任学院实验教学中心主任。主持国家自然科学基金重点项目1项、面上项目4项、青年项目1项。主持高等学校博士学科点专项科研基金项目；主持武汉市、湖北省自然科学基金项目及国家重点实验室开放基金项目；主持原总装备部基金项目；主持多项“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”纵向项目；主持及参加多项研究所、企业的应用研究、产品项目。

绪论（1）
第1章单自由度系统的振动（3）
1.1运动微分方程的建立（3）
1.2无阻尼自由振动（6）
1.3有阻尼自由振动（15）
1.4强迫振动（20）
1.5结构阻尼（28）
1.6非简谐激振力傅里叶变换（29）
1.7任意激振力下的响应（32）
1.8阻抗与导纳概念（37）
1.9电力系统类比（40）
本章习题（42）
第2章多自由度系统的振动（47）
2.1运动微分方程的建立（47）
2.2无阻尼自由振动（49）
2.3固有频率与固有振型特性（54）
2.4由初始条件确定自由振动的解（59）
2.5强迫振动（61）
2.6高频模态及低频模态对激振频段频响函数的影响（66）
本章习题（67）
第3章连续弹性体的振动（69）
3.1杆的纵向振动（69）
3.2轴的扭转振动（73）
3.3直梁的弯曲自由振动（74）
3.4轴向力作用下梁弯曲自由振动（82）
3.5薄平板的弯曲自由振动（84）
3.6模态叠加法分析梁的弯曲强迫振动（93）
3.7模态截断的概念及误差分析（97）
本章习题（99）
第4章船体总体振动（101）
4.1船体总体振动概述（101）
4.2附连水质量概念（102）
4.3舷外水对船体总振动的影响（104）
4.4船体梁总体振动固有频率的近似计算（108）
4.5船体梁总振动固有特性计算的质量与刚度分析（112）
4.6有限元方法（114）
4.7船体强迫振动响应（120）
本章习题（122）
第5章船体结构局部振动（123）
5.1板架振动（123）
5.2艉轴架的振动（126）
5.3船舶上层建筑的振动（129）
本章习题（134）
第6章船体结构振动测试与评估（136）
6.1振动测试系统组成（136）
6.2机械阻抗测试方法（143）
6.3多自由度系统的实模态理论及模态参数识别（145）
6.4船舶振动评估及控制标准（149）
6.5典型船体板架结构模态试验分析实例（154）
本章习题（163）
第7章船舶结构振动控制（164）
7.1隔振原理（164）
7.2吸振原理（169）
7.3阻振（173）
7.4振动主动控制简介（179）
本章习题（180）
第8章声学基础与船舶空气噪声控制（182）
8.1声音及其物理特性（182）
8.2噪声及噪声污染（183）
8.3船舶噪声源（183）
8.4噪声的危害（184）
8.5噪声控制的一般步骤（186）
8.6级的概念与计算（187）
8.7频带与频谱分析（189）
8.8噪声的主观评价（191）
8.9室内声学和吸声处理（194）
8.10隔声（197）
8.11消声器设计（200）
本章习题（203）
附录δ·函数简介（204）
参考文献（205）