聲學原理與噪音量測控製 (電子書)

聲學原理與噪音量測控製 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

蔡國隆
圖書標籤:
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具體描述

  本書內文細微的噪音原理到大型航空飛行客機的聲學原理皆一一詳述,詳盡敘述在任何不同的環境之下所產生的不同聲音反應。本書內文詳細敘述外還內含ISO專業認證標準規格,此書以非同市麵上所有之書籍撰寫知識亦希望能提供讀者詳細內容,以豐富其專業知識。

本書特色

  1.本書以簡而易懂的專業敘述方式撰寫,希望使用此書之讀者能輕鬆學習最專業的專業知識。
  2.此書以日常生活中相關的聲學做比較,希望讀者能輕鬆易懂幫助學習。
  3.內含專業音量規格錶外還包括ISO音量標準規格錶,除希望讀者能完整吸收專業知識外,更能瞭解課本以外的新知豐富其知識內含。
  4.適用於大學、科大之機械、環保工程、汽車、車輛相關科係「聲學原理」課程使用以及對此課程有興趣者。
結構力學基礎與工程應用:材料性能、荷載分析及結構穩定性設計 本書導讀: 本書旨在為土木工程、結構工程、機械工程以及相關領域的學生和初級工程師提供一套全麵且深入的結構力學基礎知識體係。我們聚焦於材料在應力狀態下的響應規律,荷載的精確分析方法,以及如何基於這些原理進行安全、可靠且經濟的結構設計。全書內容組織嚴謹,從最基本的力學概念齣發,逐步深入到復雜的梁、拱、框架結構的彎矩分析和撓度計算,並探討瞭材料的非綫性行為和結構在極端條件下的穩定性問題。 第一部分:基礎概念與靜力學平衡 本部分是理解後續所有結構分析的基石。我們將首先迴顧經典的牛頓運動定律,並將其應用於靜力學平衡體係的建立。 1.1 連續介質假設與應力-應變關係:詳細討論將真實結構抽象為理想化連續介質的必要性,並引入綫彈性本構關係——鬍剋定律。我們將區分正應力、剪應力,並明確應力和應變的定義域。特彆地,介紹泊鬆比及其在三嚮應力狀態下的影響。 1.2 平麵應力與平麵應變分析:針對薄壁構件和厚重構件的特點,分彆闡述兩種主要的應力狀態。通過引入應力轉換方程,展示如何使用莫爾圓(Mohr's Circle)來確定主應力方嚮和最大剪應力,這對於理解材料的失效模式至關重要。 1.3 結構內力與自由體圖的繪製:係統介紹如何對復雜結構進行閤理截麵切割,繪製精確的自由體圖(Free Body Diagram)。這是進行內力分析的第一步。詳細講解如何利用靜力平衡方程 ($sum F_x = 0, sum F_y = 0, sum M = 0$) 來求解反力及截麵上的剪力(V)和彎矩(M)。 第二部分:一維構件的變形與強度分析 本部分將結構力學從靜力平衡擴展到變形分析,側重於軸嚮受力杆件和梁的彎麯問題。 2.1 軸嚮變形與應變:深入探討拉伸和壓縮構件的軸嚮應力、伸長和縮短量的計算,並引入剛度係數 $EA/L$ 的概念。討論材料的應力-應變麯綫的非綫性區域,特彆是屈服點、極限強度和韌性/脆性破壞的區分。 2.2 梁的撓度與超靜定結構分析:這是結構力學的核心內容之一。 剪力與彎矩圖的繪製:通過積分關係 $dV/dx = q(x)$ 和 $dM/dx = V(x)$,係統演示如何根據分布荷載繪製剪力圖和彎矩圖,並強調極值點(最大彎矩處)的重要性。 撓度計算方法:詳細介紹撓度計算的兩種主要方法——積分法(Double Integration Method)和虛功法(Castigliano's Second Theorem 或 Unit Load Method)。重點講解如何處理不同邊界條件下的積分常數。 超靜定結構:引入超靜定(靜不定)的概念,並詳細闡述如何使用力法(Force Method)來求解多餘約束,確保結構滿足變形相容性條件。 2.3 梁的應力分布與危險截麵: 彎麯正應力:推導歐拉-伯努利梁的彎麯應力公式 $sigma = My/I$,精確計算梁的內側和外側縴維的應力,並確定中性軸的位置。 剪切應力:推導梁的剪切應力公式 $ au = VQ/It$,強調剪應力在截麵上的分布特點(例如矩形截麵中最大剪應力位於中性軸處)。 第三部分:扭轉與組閤應力分析 本部分關注扭轉荷載對構件的影響,並擴展到更真實的復雜荷載組閤情況。 3.1 杆件的扭轉理論:係統推導圓軸的扭轉應力公式 $ au = Tr/J$,並定義扭轉剛度 $J/L$。討論不同截麵形狀(空心圓管、矩形截麵)的抗扭特性。 3.2 組閤應力與應力狀態分析:當構件同時承受軸嚮力、彎矩和扭矩時,需要進行組閤應力分析。 主應力與最大剪應力:利用應力轉換理論,將任一點的應力狀態(由多個方嚮的應力疊加而成)簡化為主應力狀態,從而判斷該點的危險性。 失效判據:介紹基於最大剪應力理論(Tresca 準則)和最大變形能理論(Von Mises 準則)的失效判據,指導工程師根據材料特性選擇閤適的安全評估方法。 第四部分:結構穩定性與細長杆件分析 結構穩定性是確保結構在受壓時不發生突然失穩破壞的關鍵。 4.1 歐拉臨界屈麯載荷:詳細推導細長受壓杆件的歐拉屈麯公式 $P_{cr} = pi^2 EI / (mu L)^2$。深入分析有效長度係數 $mu$ 的物理意義及其在不同約束條件下的取值。 4.2 實際屈麯與非綫性影響:討論真實結構中存在的初始缺陷、偏心荷載如何降低臨界屈麯載荷。介紹使用容許應力法和基於彎矩放大係數的二階P-Δ效應分析方法,以確保壓杆設計的可靠性。 4.3 梁柱理論:將梁的彎麯和軸壓力結閤起來,分析既受軸嚮壓力又受側嚮荷載的構件,這是框架結構設計的基礎。 第五部分:桁架、拱與框架的整體分析 本部分將前麵學到的單元分析方法應用於整體結構體係。 5.1 桁架分析:係統介紹節點法(Method of Joints)和截麵法(Method of Sections)的原理和應用步驟,用於確定桁架內部杆件的力。 5.2 平麵拱與吊索:分析拱形結構在荷載下的內力分布,特彆是拱軸綫與荷載綫的關係。討論拱的推力計算和穩定性。 5.3 塑性分析初步:簡要介紹結構在荷載超過彈性極限後進入塑性階段的分析方法。引入塑性鉸的概念,以及如何通過塑性鉸的形成來確定結構的極限承載力(塑性極限載荷)。 教學特色與目標: 本書以工程實際應用為導嚮,每章後附有大量的例題和習題,涵蓋瞭從簡單靜力平衡到復雜超靜定結構分析的全過程。學習完本書後,讀者將能夠熟練運用理論知識來分析和設計常見的橋梁、建築構件和機械框架,為後續學習更高級的結構動力學和有限元分析打下堅實的基礎。 --- 關鍵詞: 結構力學、靜力平衡、應力應變、鬍剋定律、彎矩剪力圖、撓度計算、超靜定結構、力法、扭轉、主應力、歐拉屈麯、梁柱。

著者信息

圖書目錄

第1章 基礎聲學
1.1 波與聲波(Wave and Sound Wave)
1.2 聲音基本參數(Basic Parameter of Sound)
1.3 聲波的傳遞方式(Propagation of Sound Wave)
1.4 影響空氣中聲波傳遞的因素(Influence Factor of Sound Wave in Air)
1.5 聲音大小的錶示法(Representation of Sound Level)
1.6 頻率與八度音(Frequency and Octave)
1.7 聲速與粒子速度(Sound Speed and Particle Velocity)
1.8 音源(Sound Source)
1.9 音場特性(Characteristic of Sound Field)
1.10 指嚮性(Directivity)
1.11 聲波的波動方程式(Wave Equation of Sound Wave)
1.12 結構噪音(Structure-borne Noise)
1.13 其他聲音特性(Other Acoustic Characteristic)
1.14 問題(Question)

第2章 聲音感知之生理構造
2.1 耳朵與聽覺(Ear and Hearing)
2.2 聽覺範圍(Auditory Field)
2.3 等響度麯線圖(Equal Loudness Contour)
2.4 聽覺障礙(Hearing Impairment)
2.5 聽覺損失指標(Hearing Loss Index)
2.6 實驗(Experiment)
2.7 問題(Question)

第3章 量測設備與特殊測試環境
3.1 麥剋風(Microphone)
3.2 電容式麥剋風特性 (Characteristics of CondenserMicrophone)
3.3 前置放大器(Preamplifier)
3.4 噪音計(Sound Level Meter)
3.5 噪音劑量計(Dose Meter)
3.6 校正器(Calibrator)
3.7 參考音源(Reference Sound Source)
3.8 類比數位處理過程(Analogue and Digital Signal Processing)
3.9 頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)
3.10 無響室(Anechoic Chamber)
3.11 迴響室(Reverberation Chamber)
3.12 實驗(Experiment)
3.13 問題(Question)

第4章 頻率分析
4.1 時域訊號(Time Domain Signal)
4.2 傅立葉轉換(Fourier Transform)
4.3 數位濾波器(Digital Filter)
4.4 FFT頻率分析特性(FFT Analysis Characteristic)
4.5 實驗(Experiment)
4.6 問題(Question)

第5章 聲壓量測
5.1 參數(Parameter)
5.2 聲壓量測過程與影響(Procedure and Influence in Sound Measurement)
5.3 聲壓量測依噪音源分類(Sound Pressure Measurement Classed by Sound Source)
5.4 聲壓量測標準(Sound Pressure Measurement Standard)
5.5 標準—ISO 11201(Standard—ISO 11201)
5.6 標準—ISO 11202(Standard—ISO 11202)
5.7 噪音分析(Noise Analysis)
5.8 實驗(Experiment)
5.9 問題(Question)

第6章 環境噪音量測與法規
6.1 國內噪音作業問題探討
6.2 環境噪音來源(The Source of Environmental Noise)
6.3 環境噪音指標與量測(Environmental Noise Index and Measurement)
6.4 室室內噪室內噪音指標與量測(Indoor Noise Index and Measurement)
6.5 交通噪音指標與量測(Traffic Noise Index and Measurement)
6.6 航空噪音指標與量測(Aircraft Noise Index and Measurement)
6.7 噪音暴露(Noise Explosure)
6.8 噪音管製標準
6.9 噪音管製法施行細則
6.10 環境音量標準
6.11 機動車輛噪音管製辦法與標準
6.12 民用航空器噪音管製標準
6.13 實驗(Experiment)
6.14 問題(Question)

第7章 聲強量測
7.1 聲強(Sound Intensity)
7.2 聲強量測設備(Sound Intensity Measurement Equipment)
7.3 聲強量測限製(Limitation of SI Measurements)
7.4 噪音源定位(Noise Source Identification)
7.5 問題(Question)

第8章 聲功率量測
8.1 聲功率原理(The Principle of Sound Power)
8.2 聲功率量測方法與標準(The Method and Standard of Sound Power Measurement)
8.3 聲功率量測—自由音場法(Sound Power Measurement—Free-field Method)
8.4 標準—ISO 3744 (Standard—ISO 3744)
8.5 聲功率量測—迴響音場法(Sound Power Measurement—Reverberation -field Method)
8.6 聲功率量測—聲強法(Sound Power Measurement—Sound Intensity Method)
8.7 標準—ISO 9614-1 (Standard—ISO 9614-1)
8.8 測試法規—ISO 7779(Test Code—ISO 7779)
8.9 實驗(Experiment)
8.10 問題(Question)

第9章 建築聲學量測
9.1 迴響與迴響時間(Reverberation and Reverberation Time)
9.2 室內迴響時間量測—ISO 3382(Measurement of The Reverberation Time of Rooms)
9.3 吸音係數量測(Sound Absorption Coefficient Measurement)
9.4 迴響室法吸音係數量測—CNS 9056(Method for Measurement of Sound Absorption Coefficients in a Reverberation Room)
9.5 聲音穿透損失量測—CNS 8466(Sound Transmission Loss Measurement)
9.6 實驗(Experiment)
9.7 問題(Question)

第10章 噪音控製原理與實務
10.1 國內噪音噪音控製計劃與步驟(The Steps in a Noise Control Program)
10.2 國內噪音噪音源改善(Improvement Noise Source)
10.3 國內噪音傳遞路徑改善(Improvement Noise Transmission Path)
10.4 噪音控製實例(Noise Control Practical Examples)
10.5 主動式噪音控製簡介(Active Noise Control)

附錄A 與聲音量測相關的ISO標準列錶
附錄B 波動方程式解
B.1 起始與邊界條件(Initial and Boundary Conditions)
B.2 波動方程式解(The solution of Wave Equation)
B.3 兩端固定、不受外力的弦(Both End Fixed String Without Force)
附錄C 建築材料吸音係數

圖書序言

  • ISBN:9786263281561
  • EISBN:9786263284920
  • 規格:普通級 / 再版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:67.2MB

圖書試讀

用戶評價

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這本書的封麵設計簡潔有力,那種深沉的藍色調立刻就給人一種專業和嚴謹的感覺,讓人覺得這不是一本輕鬆的讀物,而是真正深入探討聲學領域的硬核資料。從目錄上看,它對聲音的傳播、特性以及如何量化這些現象的覆蓋麵相當廣,尤其是在“噪音量測”這一塊,我感覺它會提供非常實用的操作指導。我期待它能詳細解釋那些復雜的物理模型,而不是僅僅停留在理論的錶麵。如果它能用清晰的圖錶和案例來闡釋聲波乾涉、駐波形成這些概念,那就太棒瞭。畢竟,很多教科書在這方麵總是處理得過於抽象,使得初學者望而卻步。我希望這本書能成為一個橋梁,連接起抽象的聲學物理和實際的工程應用,比如在建築聲學或機械降噪中的具體實施方案。我特彆關注它對現代測量設備介紹的深度,比如聲級計和頻譜分析儀的工作原理,這直接關係到我們能否準確地診斷和解決實際環境中的噪音問題。一本好的專業書籍,不僅要教會你“是什麼”,更要教會你“怎麼做”和“為什麼這樣做”。從這個角度看,這本書的潛力是巨大的,它似乎瞄準瞭那些需要一綫操作和深度理解的工程師和技術人員。

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這本書的排版風格乍一看有些傳統,但細看之下,能發現很多巧妙之處。比如,關鍵公式和定義通常會被單獨框選齣來,用不同的字體或顔色標記,這在快速查閱時非常方便,避免瞭在密集的文字段落中尋找重點的麻煩。我尤其欣賞它在介紹復雜的聲學指標時,不僅給齣瞭數學定義,還附帶瞭直觀的物理意義解釋。例如,解析“聲功率級”和“聲壓級”之間的轉換關係時,它似乎使用瞭類比手法,將抽象的能量概念具體化瞭。我希望後續章節中,能有更深入的探討關於“噪聲源識彆技術”,這是現場診斷中最具挑戰性的部分之一。例如,利用相乾性分析或噪聲源定位技術來區分混雜噪音中的主要貢獻者,這些前沿技術如果能在書中得到係統性的介紹,無疑會大大提升這本書的價值。總而言之,這本書在結構上是為“自學”和“工具書”的雙重角色而優化的,信息的組織非常高效。

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從一個側重於項目實施的角度來看,這本書在“閤規性與標準實施”部分顯得尤為厚重。我注意到它對不同國傢和地區(比如,假設它涵蓋瞭ISO、ANSI甚至某些區域性標準)在噪音限值和測量方法上的差異進行瞭橫嚮比較,這對於跨國項目來說是無價的參考資料。我最希望看到的是,它能提供一個關於“風險評估流程圖”,清晰地展示從初步環境調查、製定控製目標、實施降噪措施到最終驗收檢測的全過程,每一步需要遵循哪些關鍵標準和提交哪些技術文檔。這種流程化的指導,比零散的理論知識更有助於工程人員快速進入狀態。如果書中能提供一些關於“不確定度分析”的實際案例,指導我們如何評估測量結果的可靠性,那就更體現瞭其嚴謹性。這本書的氣場,是那種可以放在工程控製颱旁,隨時翻閱以確保操作準確無誤的“現場寶典”。

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坦白說,這本書的理論深度讓我略感壓力,但同時也讓我充滿期待。它似乎沒有迴避聲學物理中最難啃的“硬骨頭”,比如非綫性聲學在某些極端環境下的影響,以及如何用有限元分析(FEA)或邊界元分析(BEM)來模擬復雜結構下的聲輻射問題。如果它能提供一些關於如何選擇閤適的數值模型以及如何解讀模擬結果的實用建議,那就太棒瞭。很多時候,我們知道可以用軟件計算,但不知道如何建立一個既準確又經濟的模型。我特彆留意瞭關於“環境噪音對人體健康影響”這一章節的論述,希望它能不僅僅停留在聽力損傷層麵,而是更深入地觸及到睡眠質量、心血管係統等非聽覺效應的量化研究進展。一本真正頂尖的專業書籍,應該能夠引導讀者思考前沿研究的方嚮。這本書的氣質,更像是給已經有一定基礎,想要邁嚮專傢殿堂的人準備的。

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拿到這本書的初體驗是,它的文字密度非常高,幾乎沒有一句是廢話,這對於追求效率的專業人士來說絕對是福音。我翻閱瞭一下關於“噪音控製策略”的那一章,裏麵的分層治理思路非常清晰,從源頭控製、傳播路徑阻斷到接收端防護,邏輯鏈條完整得令人贊嘆。特彆是它對不同頻率噪音的針對性處理方法進行瞭對比分析,這一點非常實用,因為我們都知道,低頻噪音和高頻噪音的處理手段是截然不同的。如果書中能輔以大量的工程實例——比如某個工廠車間的改造前後數據對比,或者某個音樂廳的混響時間優化過程——那就更具說服力瞭。我個人對它如何整閤最新的國際標準和規範非常感興趣,畢竟聲學工程的閤規性至關重要。期待它能提供一些關於標準解讀的“內行話”,幫助讀者避免在實際操作中因為對標準理解偏差而導緻的返工或罰款。整體感覺,這本書的作者群顯然是深諳行業痛點的,他們沒有浪費讀者的任何時間,直接切入核心技術和實戰要點。

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