活塞式压缩机被广泛用于天然气的开采和输送过程中。活塞式压缩机运行时,机器内部未平衡的惯性力、惯性力矩往往引起压缩机机组的强烈振动。强烈的机组振动不仅严重影响装置的正常运行,还以向外辐射的形式产生噪声并引起周边地面的振动,对工作人员的身心健康、周围居住人群的正常生活、建(构)筑物的安全及精密仪器的正常使用等造成巨大的危害。本文正是在这种背景下,基于振动学、弹性波动理论和声学等基本理论,从分析活塞式压缩机机组振动情况开始,深入研究由振动引起的噪声辐射和地面振动问题,形成了一个计算分析活塞式压缩机机组振动、噪声辐射和周围地面振动的新方法,对活塞式压缩机振动的研究具有重要现实意义。本文的主要内容包括;(1)基于振动和弹性波动基础理论,根据弹性介质的应力、应变、应力与应变的关系(本构方程)及运动方程推导出弹性体三维空间波动方程;根据矢量场的分解,将弹性体三维空间波动方程分解为横波和纵波的波动方程;根据弹性流体本构关系和弹性体三维空间波动方程推导弹性流体中的波动方程;(2)分析活塞式压缩机机组类型、扰力类型及计算方法,分别根据“质点—弹簧—阻尼器”和“半空间理论”方法建立活塞式压缩机机组振动模型,并利用振型分解法和复变函数的概念和方法对两种振动模型进行分析和求解;(3)分析了机组振动辐射声场的特性,针对于活塞式压缩机振动辐射噪声的定解问题,将机组振动模型化为复杂振型的振动球源模型,根据弹性体三维空间波动方程和空间声场的Neumann边值条件建立振动球源定解模型,并利用分离变量法对模型进行求解;(4)根据现有的计算地面垂直振动振幅的经验公式和振动在弹性半空间自由面上产生的瑞雷波的特点,将经验公式和瑞雷波的定解模型相结合用于计算机组振动时地基表面的振动位移;(5)综合应用上述模型和方法,编制活塞式压缩机振动、噪声辐射和周围地面振动分析与计算程序,并根据算例结果分析各种模型及其计算方法的特点、适用范围以及局限性。