《噪声与振动控制》课程大纲

1、噪声与振动控制课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Noise and Vibration Control Technology课程代码VEEN2108课程性质专业选修课程授课对象车辆工程学 分2.0学 时36（讲课：30；实验：6）主讲教师修订日期2021年6月26日指定教材盛美萍，王敏庆，马建刚编著. 噪声与振动控制技术基础 第3版. 北京：科学出版社, 2017.08.二、课程目标（一）总体目标：现代工业对低振动、低噪声的需求，是工业文明高度发展的必然结果。噪声与振动控制是车辆工程专业的一门专业选修课，通过本课程的学习，学生应该掌握机械（轨道车辆）振动与噪声的基本原理以及解决机械（轨道车辆

2、）振动与噪声问题的基本方法。课程的教学目的是使学生掌握振动系统基本建模方法、基本振动理论，理解噪声控制的声学理论，了解振动噪声的测量与评价方法及控制技术。通过学习本课程，培养学生对工程实际问题观察、分析及解决的能力，为将来从事专业设计与研究打下坚实的基础。（二）课程目标：课程目标1：11掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。12在掌握概念与原理的基础上能针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。课程目标2：21掌握振动与噪声的分析与评价方法。掌握噪声与振动基本测试方法、隔声量与吸声系数测试方法，掌握测试原理及实验设备操作，了解参数变化对测试数据的影响。

3、22了解各种振动与噪声控制手段和技术，包括吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声及消声器，掌握各项控制技术的基本原理，了解其在工程中（特别是轨道车辆）的应用及设计方法。课程目标3：了解国家对振动与噪声环境要求的标准与准则,认识到振动与噪声对人体与环境的影响，理解采用各种措施消除振动、控制噪声的重要性。结合典型的工程案例，理解振动与噪声控制技术的应用特点。能够综合运用各种振动与噪声控制技术，解决实际中的工程问题。（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标课程子目标对应课程内容对应毕业要求课程目标11.1第1章 振动基础概述第2章 声学基础概述1-

4、1掌握数学、物理、化学等自然科学基础知识和理论，用于工程问题的表述。1-2能够运用数学与自然科学的基本概念和语言对工程问题进行合理描述。1.2第3章 轨道车辆结构动力学基础第10章 消声器1-3掌握机械工程基础理论和知识，能针对具体的车辆相关的工程问题建立数学模型并求解1-4能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析车辆工程问题，并用于车辆工程问题解决方案的比较与综合。课程目标22.1第4章 振动与噪声控制一般过程实验一 噪声与振动基本测试方法实验二 隔声量和吸声系数测试6-1具有工程实践和社会实践的经历。了解车辆工程专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对

5、工程活动的影响。2.2第5章 动力吸振 第6章 振动隔离 第7章 阻尼减振 第8章 吸声技术 第9章 隔声技术 6-2分析和评价车辆工程专业工程实践和车辆复杂工程问对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任。课程目标33第4章 振动与噪声控制一般过程第6.3节 隔振典型案例 第8.4节 吸声降噪典型案例第9.3节 隔声降噪典型案例第10章 消声器7-1知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵。7-2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考车辆工程专业工程实践的可持续性，评价工程实践可能对环境和可持续发展的影响。三、教学内容第一章 振动基础概述1.

6、教学目标（1）理解掌握声音产生的本质气体、液体、固体介质中的质点振动，振动的基本概念。（2）理解质点的振动和弹性体振动以及两者的关系。（3）熟记振动基础部分常用符号与公式。2.教学重难点（1）质点振动的类型无阻尼自由振动、有阻尼自由振动、强迫振动。（2）典型弹性体的振动特性。（3）质点振动和弹性体振动两者的相互联系。3.教学内容第一节 质点动力学一、单自由度系统的自由振动二、有阻尼的自由振动三、质点的强迫振动第二节 弹性体振动基础一、弦振动二、梁的纵振动三、梁的横振动四、薄板的横振动4.教学方法（1）讲授法：相关概念、理论知识及计算方法。（2）讨论法：1、质点振动的类型以及弹性体的振动基础；2

7、、基本振动类型的公式推导。5.教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成布置的课后习题。第二章 声学基础概述1.教学目标（1）理解声音产生的条件以及声波传播所需的介质。（2）理解声波的基本性质、声波在理想流体介质中的声波方程、声波的类型以及声波的反射与透射。（3）了解典型声源类型及其声辐射特点。2.教学重难点（1）声波的基本性质，声波在理想流体介质中的声波方程，声波的类型。（2）声波产生反射及透射的条件，声辐射的基本特性和规律。3.教学内容第一节 声波的基本性质一、理想流体介质中的声波方程二、平面波、球面波和柱面波三、声波的反射与透射第二节 典型声源及其声辐射一、脉动球源、点声源和

8、多极子声源二、无限障板上活塞式辐射声场三、板的声辐射4.教学方法（1）讲授法：相关概念、理论知识及计算方法。（2）讨论法：1、声音产生的条件；2、声波的基本性质，声波在理想流体介质中的声波方程，声波的类型；3、声波的反射与透射，声辐射的基本特性和规律。5.教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第三章 车辆结构动力学基础1.教学目标（1）理解轨道车辆结构系统的构成。（2）理解动态系统的研究方法。（3）理解轨道车辆结构中存在的弹性波。2.教学重难点（1）动态系统的研究方法集中质量法、假设模态法、瑞利法、里兹法、有限元法、统计能量分析法。（2）轨道车辆结构中存在

9、的弹性波梁中的弹性波、板中的弹性波、壳体中的弹性波.3.教学内容第一节 动态系统研究方法一、集中质量法二、假设模态法三、瑞利法四、里兹法五、有限元法六、统计能量分析法第二节 轨道车辆结构中的弹性波一、概述二、梁中的弹性波三、板中的弹性波四、壳体中的弹性波第三节 结构中的波型转换4.教学方法（1）讲授法：相关概念、理论知识及计算方法。（2）讨论法：1、轨道车辆结构中的动态系统研究方法，每个研究方法的模型及其计算；2、轨道车辆结构中存在的弹性波及其类型，结构中波型的转换。5.教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第四章 振动与噪声控制的一般过程1.教学目标（1

10、）了解振动和噪声的评价方法及相应的法律法规。（2）掌握倍频程分析的基本概念，窄频带、宽频带及两者之间的分析关系。（3）了解噪声评价及控制的一般过程。2.教学重难点（1）振动评价和噪声评价。（2）倍频程分析方法。3.教学内容第一节 倍频程分析一、基本概念二、与窄频带宽分析关系第二节 振动评价及控制的一般过程一、振动的评价二、振动控制的一般过程第三节 噪声评价及控制的一般过程一、噪声的评价二、噪声控制的一般过程4.教学方法（1）讲授法：相关概念、理论知识及计算方法。（2）讨论法：1、课堂围绕“振动与噪声控制的一般过程”开展，讲述倍频程的基本概念、倍频程与窄带宽带分析关系；2、进而讲述和讨论振动评价

11、与噪声评价及控制的一般过程。5.教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第五章 动力吸振1.教学目标（1）了解动力吸振原理。（2）了解动力吸振器参数影响分析及设计原理。（3）了解动力吸振在实际中的应用。2.教学重难点（1）动力吸振器的原理、条件以及不同类型。（2）复试动力吸振器的计算。3.教学内容第一节 动力吸振原理一、无阻尼动力吸振器二、无阻尼动力吸振器的使用条件三、阻尼动力吸振器四、复式动力吸振器五、非线性动力吸振器第二节 动力吸振器参数影响分析及设计一、动力吸振器参数影响分析二、动力吸振器设计步骤第三节 动力吸振典型案例4.教学方法（1）讲授法：相关概

12、念、理论知识及计算方法。（2）讨论法：1、根据动力吸振器的原理，讨论不同类型的动力吸振器，确定影响动力吸振器的相关参数；2、分析动力吸振器的参数，讨论动力吸振器的设计步骤；（3）案例分析：通过动力吸振器的典型案例讲解让学生更好的理解吸振原理和设计方案。5.教学评价（1）完成对本章知识点及典型案例的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第六章 振动隔离1.教学目标（1）掌握隔振原理，理解隔振的分类以及隔振的性能分析。（2）了解隔振器的设计以及常见隔振器的应用。（3）通过隔振的典型案例讲解和分析，加强对隔振原理的理解和隔振应用的深入认识。2.教学重难点（1）重点：隔振原理。（2）难点：隔振设

13、计与隔振器。3.教学内容第一节 隔振原理一、隔振的分类二、隔振的评价三、隔振原理四、隔振性能分析第二节 隔振设计与隔振器一、隔振设计步骤二、常用隔振器及其应用第三节 隔振典型案例4.教学方法（1）讲授法：隔振原理。（2）讨论法：围绕隔振器的设计方法和步骤进行讨论。（3）案例分析：通过隔振的典型案例讲解让学生更好的理解隔振原理和设计方案。5.教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第七章 阻尼减振1.教学目标（1）掌握阻尼减振原理，理解阻尼的定义、作用及产生机理。（2）了解阻尼材料与阻尼基本结构及其应用。（3）通过阻尼减振典型案例的讲解与分析，加强对阻尼减振的

14、理解。2.教学重难点（1）重点：阻尼减振原理。（2）难点：阻尼减振结构的设计。3.教学内容第一节 阻尼减振原理一、阻尼的定义与作用二、阻尼的产生机理阻尼材料与阻尼结构1、 阻尼材料二、阻尼基本结构及其应用第三节 阻尼减振典型案例4 教学方法（1）讲授法：阻尼减振原理。（2）讨论法：常见的阻尼减振结构设计。（3）案例分析：通过阻尼减振的典型案例讲解让学生更好的理解阻尼减振原理和设计方案。5 教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第八章 吸声技术1 教学目标（1）掌握吸声评价方法，理解吸声系数和吸声量的概念。（2）了解不同吸声材料和吸声结构的性能。（3）通过吸

15、声降噪典型案例的讲解与分析，加强对吸声原理和运用的理解。2 教学重难点（1）重点：吸声评价方法及各种吸声材料的性能。（2）难点：吸声结构的原理及其设计方法。3 教学内容第1节 吸声评价方法一、吸声系数二、吸声量三、吸声预估与应用第二节 吸声材料一、多孔性吸声材料的吸声机理二、影响多孔性吸声材料吸声系数的因素三、常用的吸声材料的吸声特性第三节吸声结构一、共振吸声原理二、常用吸声结构第四节 吸声降噪典型案例4 教学方法（1）讲授法：吸声评价方法及吸声材料（2）案例分析：通过吸声降噪典型案例的讲解与分析，加强学生对吸声原理和运用的理解。（3）实验法：利用阻抗管对材料的吸声系数进行测试。5 教学评价（

16、1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第九章 隔声技术1 教学目标（1）掌握隔声评价方法，理解隔声量的概念和测试方法。（2）了解不同隔声结构的性能。（3）通过隔声降噪典型案例的讲解与分析，加强对隔声原理和运用的理解。2 教学重难点（1）重点：隔声评价方法及各种隔声结构的性能。（2）难点：隔声结构的设计方法。3 教学内容第一节 隔声原理一、透声系数与隔声量二、质量定律三、吻合效应四、单层匀质墙的隔声性能五、双层墙的隔声性能第二节 隔声装置一、隔声间二、隔声罩第三节 隔声降噪典型案例4 教学方法（1）讲授法：隔声原理和隔声装置（2）案例分析：通过隔声降噪典型案例的讲解与

17、分析，加强学生对隔声原理和运用的理解。（3）实验法：利用阻抗管对结构的隔声量进行测试。5 教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。第十章 消声器1 教学目标（1）掌握消声器分类及其声学性能评价方法，理解不同类型的消音器的降噪机理。（2）掌握消声器的高频失效原理和消声器空气动力性能评价。（3）计算基本类型消声器的消声量，设计简单的消声器。2 教学重难点（1）重点：消声器分类、降噪机理、高频失效原理及消声量计算。（2）难点：消声器的设计。3 教学内容第一节 消声器分类及其声学性能评价一、消声器分类二、消声器声学性能评价第二节 消声器降噪作用机理一、阻性消声器二、

18、抗性消声器三、阻抗复合式消声器第三节 消声器的高频失效机理一、高频失效原理二、高频失效预防措施第四节 消声器空气动力性能评价一、气流对消声器声学性能的影响二、气动力性能评价4 教学方法（1）讲授法：消声器分类、原理、声学性能评价及消声量计算。（2）讨论法：消声器声学性能、空气动力性能及结构性能三者的兼顾。（3）演示法：将汽车消声器实物演示给学生，讲解其消声原理。5 教学评价（1）完成对本章知识点的理解与掌握。（2）完成本章所布置的课后习题。（3）观察生活中的各类消声器，如汽车尾气排放消声器。四、学时分配表2：各章节的具体内容和学时分配表章节章节内容学时分配第一章振动基础概念4第二章声学基础概念

19、4第三章轨道车辆结构动力学基础2第四章振动与噪声控制的一般过程4实验一噪声与振动基本测试方法3第五章动力吸振4第六章振动隔离2第七章阻尼减振2第八章吸声技术2第九章隔声技术4实验二隔声量和吸声系数测试 （阻抗管测试）3第十章消声器2五、教学进度表3：教学进度表周次日期章节名称内容提要授课时数作业及要求备注1-2振动基础概念1. 质点振动2. 弹性体振动基础41. 完成课后习题2. 掌握质点振动和弹性体的振动3-4声学基础概念1. 声波的基本性质2. 典型声源及其声辐射41. 完成课后习题2. 掌握声波性质及声源辐射5轨道车辆结构动力学基础1. 动态系统研究方法2. 轨道车辆结构中的弹性波3.

20、结构中波型的转换21. 完成课后习题2. 掌握动态系统研究的方法6-7振动与噪声控制的一般过程1. 倍频程分析2. 振动评价及控制的一般过程3. 噪声评价及控制的一般过程41. 完成课后习题2. 掌握噪声与振动控制的一般过程8实验一噪声与振动基本测试方法3熟练掌握实验原理及方法9-10动力吸振1. 动力吸振的原理2. 动力吸振器参数影响分析及设计3. 动力吸振器典型案例41. 完成课后习题2. 掌握动力吸振的原理以及动力吸振器的设计布骤11振动隔离1. 隔振原理2. 隔振设计与隔振器3. 隔振典型案例21. 完成课后习题2. 掌握隔振原理12阻尼减振1. 阻尼减振原理2. 阻尼材料与阻尼结构3

21、. 阻尼减振典型案例21. 完成课后习题2. 掌握阻尼减振的原理13吸声技术1. 吸声评价方法2. 吸声材料3. 吸声结构4. 吸声降噪典型案例21. 完成课后习题2. 掌握吸声评价的方法，了解吸声材料和结构14-15隔声技术1. 隔声原理2. 隔声装置3. 隔声降噪典型案例41. 完成课后习题2. 掌握隔振原理16实验二隔声量和吸声系数测试（阻抗管法）3熟练掌握实验原理、实验方法及实验操作过程17消声器1. 消声器分类及其声学性能评价2. 消声器降噪作用机理3. 消声器的高频失效现象4. 消声器空气动力性能的影响21. 完成课后习题2. 掌握消声器的分类及其声学性能评价等3. 观察生活中的消

22、声器六、教材及参考书目1.教材：1盛美萍，王敏庆，马建刚.噪声与振动控制技术基础M.第3版.北京:科学出版社, 2017. 2参考书目：1刘岩，车辆噪声与振动控制M.第1版.北京:中国铁道出版社, 2014.2陈克安，有源噪声控制M.第2版.北京:国防工业出版社, 2014.3杜功焕，朱哲民, 龚秀芬.声学基础M.第3版.南京:南京大学出版社, 2012.4马大猷，现代声学理论基础M.第1版.北京:科学出版社, 2004.七、教学方法1.讲授法：通过讲授本课程的基本概念与基本原理，帮助学生了解并掌握隔振原理、阻尼减振原理、吸声评价方法及吸声材料等相关概念、理论知识及计算方法。2.讨论法：围绕生

23、活中的振动和噪声现象，讨论声音产生的条件和传播特性；围绕振动与噪声控制的一般过程，讨论振动噪声评价方法及控制技术。3案例分析：讲解并分析吸振、隔振、阻尼减振、吸声降噪、隔声降噪等典型案例。4.演示法：通过演示汽车消声器实物，帮助学生进一步理解消声器的结构和原理。隔声技术与吸声技术。5.实验法：通过阻抗管测试材料的隔声量和吸声系数，帮助学生进一步理解隔声技术与吸声技术。八、考核方式及评定方法（一）课程考核与课程目标的对应关系表4：课程考核与课程目标的对应关系表课程目标考核要点考核方式课程目标1机械振动的基本概念与原理，声波的基本性质和典型声源的特点；针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计

24、算与分析。平时考核、期末考试课程目标2振动与噪声的分析与评价方法；噪声与振动基本测试方法、隔声量与吸声系数测试方法，测试原理及实验设备操作，参数变化对测试数据的影响；各种振动与噪声控制手段和技术，包括吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声及消声器；各项控制技术的基本原理及其在工程中（特别是轨道车辆）的应用及设计方法。平时考核、实验、期末考试课程目标3国家对振动与噪声环境要求的标准与准则,振动与噪声对人体与环境的影响，理采用各种措施消除振动、控制噪声的重要性。结合典型的工程案例，理解振动与噪声控制技术的应用特点。能够综合运用各种振动与噪声控制技术，解决实际中的工程问题。平时考核、期末考试（2） 评定方

25、法1 评定方法平时成绩：30%（平时作业、出勤、课堂表现），实验成绩：15%，期末考试：55%。2课程目标的考核占比与达成度分析表5：课程目标的考核占比与达成度分析表考核占比课程目标平时实验期末总评达成度课程目标130%0%40%分目标达成度=0.30平时分目标成绩+0.15实验分目标成绩+0.55期末分目标成绩/分目标总分。课程目标240%100%30%课程目标330%0%30%（三）评分标准课程目标评分标准90-10080-8970-7960-6960优良中合格不合格ABCDF课程目标1熟练掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。在掌握概念与原理的基础上能极好地针

26、对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。较好掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。在掌握概念与原理的基础上能很好地针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。基本掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。在掌握概念与原理的基础上基本能针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。大致掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。在掌握概念与原理的基础上大致能针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。不能掌握机械振动的基本概念与原理，掌握声波的基本性质和典型声源的特点。不能很

27、好地针对具体的工程问题建立振动与声学模型，并进行计算与分析。课程目标2全面掌握振动与噪声的分析与评价方法。全面掌握噪声与振动基本测试方法、隔声量与吸声系数测试方法，全面掌握测试原理及实验设备操作。全面了解各种振动与噪声控制手段和技术，包括吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声及消声器，熟练掌握各项技术的基本原理，全面了解其在工程中（特别是轨道车辆）的应用及设计方法。较好掌握振动与噪声的分析与评价方法。较好掌握噪声与振动基本测试方法、隔声量与吸声系数测试方法，较好掌握测试原理及实验设备操作。较好了解各种振动与噪声控制手段和技术，包括吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声及消声器，较好掌握各项技术的基本原理，较好了解其在工程中（特别是轨道车辆）的应用及设计方法。基本掌握振动与噪声的分析与评价方法。基本掌握噪声与振动基本测试方法、隔声量与吸声系数测试方法，基本掌握测试原理及实验设备操作。基本了解各种振动与噪声控制手段和技术，包括吸振、隔振、阻尼减振、吸声、隔声及消声器，掌握各项技术的基本原理，基本了解其在工程中（特别是轨道车辆）的应用