蜂窝夹层结构作为一种特殊的复合材料结构,由于具有高比刚度、高比强度、性能可设计等优点,在航天、航空、高速交通运输工具和现代结构工程等许多领域均得到了广泛应用。随着航天、航空飞行器和高速列车、汽车等交通运输工具向大型化、高速化方向发展,其动力装置也越来越向轻型和强载方向发展,由发动机激励和高速气流冲击造成的结构振动而引起的结构声向舱室内传入问题日益突出。舱室振动噪声不但严重影响乘客的舒适度,而且也能引起某些部件的早期疲劳损坏,从而降低结构的使用寿命,在一定程度上制约了高速交通的发展。蜂窝夹层板件结构,由于质量轻、面积大,从而更易受激励引发结构振动,其造成的结构声辐射正成为舱室内的主要噪声源之一。因此研究蜂窝夹层结构复合材料的声振特性,实现结构辐射噪声的定量描述,掌握蜂窝夹层结构声产生和传播的各种影响因素及其影响规律,并在此基础上实现夹层板设计参数的声学改进设计,对寻求高速交通运输工具舱室内噪声控制的新方法和技术途径具有重要的科学意义和工程应用价值。本文首先从蜂窝夹层板的弯曲振动控制方程入手,考虑芯层横向剪切变形和正交各向异性影响,通过引入位移函数和微分算子的方法将含有3个广义位移的横向振动控制方程组化为仅含一个位移函数的单一方程,在此基础上,针对四边简支的边界条件,获得了矩形蜂窝夹层板固有频率的解析解,理论结果与数值结果和实验结果的比较验证了本文方法的正确性和合理性;研究了结构和材料设计参数对夹层板固有频率的影响机理。分析表明:芯层横向剪切变形和正交各向异性均对夹层板固有频率有较大影响,分析中应该予以考虑;各阶固有频率在面板厚度、蜂窝芯格壁厚和芯格边长的常用取值区间内取得最大值,在工程应用中应该予以考虑;各阶固有频率随芯层厚度和面板杨氏模量的增加而上升,而蜂窝材料杨氏模量对固有频率基本没有影响。采用双三角函数法建立了无限大障板上有限尺寸矩形简支蜂窝夹层板隔声特性的理论分析模型,提高了理论模型的低频预测精度,计算结果与数值研究结果的比较验证了本文方法的正确性;通过分析夹层板内弯曲波数、弯曲波速与空气中声速的关系,得到了夹层板临界吻合频率的表达式,并针对夹层板的力学特性提出了临界频带的概念;分析了设计参数对夹层板隔声特性的影响机理。分析表明:弯曲刚度和面密度是决定夹层板隔声量和吻合频率的关键因素,其他设计参数通过改变这两个关键因素影响夹层板的隔声特性。对夹层板封闭空间结构-声耦合特性进行了理论和实验研究。首先运用格林函数法,分别得到了结构和声腔的模态响应;基于结构和声腔模态响应的矩阵表达式,提出了一种新的分析结构-声耦合问题的方法,即将耦合的结构和声腔系统模拟成可调并联电路,由此得到了耦合后声腔与夹层板系统的固有频率表达式;通过测量腔内声压响应验证了建立的理论分析模型具有很好的精度,为后续的设计参数对耦合特性影响的定量讨论和结构改进设计提供了理论基础。最后进行了夹层板设计参数对结构-声耦合特性影响的定量讨论和结构改进设计。基于夹层板封闭空间结构-声耦合特性理论分析模型,讨论了夹层板的主要设计参数对封闭声腔内声压响应的影响机理,总结出蜂窝夹层板件组成的封闭空间低噪声设计的基本原则,在此基础上以降低封闭空间内指定位置处的声压响应为设计目标,对夹层板主要设计参数进行了改进设计,计算结果表明,改进设计方案能有效降低封闭空间内的声压响应。