液压噪声与振动随着系统的高压化和大功率化而日益严重,亟待解决。压力脉动往往被视为液压噪声的主要来源,安装脉动衰减器抑制研究频带内的脉动波是目前减振降噪的主要途径之一。扩张室压力脉动衰减器作为一种抗性消声器,因其移动方便、相对体积小等优点而被广泛应用。基于液压系统性能的不断提升,扩张室脉动衰减器的研究也步入了一个新的阶段。因此,本文主要研究了扩张室衰减器进出口管道伸入腔室情况、腔体形状以及进出口端部位置等对脉动衰减性能的影响,并对现有扩张室脉动衰减器进行结构和性能改进,主要研究内容如下:一、论文详述了扩张室脉动衰减器频域特性建模的一维解析法（Transfer Matrix Method,TMM）。由于简单扩张室（C型）衰减器、内插管扩张室（K型）衰减器及其液压管路消声系统可划分为多种基本声学单元（等截面管道、面积突变结构、旁支管、膨胀腔）,利用线性平面声波传播理论推导了这些声学单元的传递矩阵。当采用插入损失（Insertion Loss,IL）作为声学性能评价指标时,考虑到泵源阻抗和管口负载阻抗会直接影响脉动衰减器的IL,将泵源视为压力源和流量源,管口负载视为匹配和放空两类工况,把脉动压力和质量流量分别用电压和电流来代替,则管道消声系统可以通过电液类比使用等效电路加以描述,从而进行液压管道消声系统的声学分析。理论分析得到了四类IL模型,通过实验筛选出最符合实际工况的IL模型。二、声学有限元法（Finite Element Method,FEM）计算并分析了外插进出口同轴K型扩张室压力脉动衰减器圆形管道的端部修正,研究了长径比、管道壁厚与直径比对端部修正的影响。研究表明,插入圆柱腔内的管道长度过短以及过长都会使得端部修正理论失效;当直径比固定时,管道壁厚对端部修正的影响可以忽略不计;当壁厚固定时（除个别值外）,端部修正会随着直径比的增加而增大。之后,继续使用FEM计算了外插进出口非同轴扩张室脉动衰减器管道的端部修正,比较了修正TMM法得出的传递损失（Transmission Loss,TL）理论值与有限元法计算结果;在平面波截止频带内,研究了内插管插入深度、偏心距以及偏转角对两类进出口偏置型扩张室脉动衰减器TL的影响。研究表明,这些结构参数会在一定程度上影响管道面积突变处高阶模态波的衰减,使得端部修正理论运用于进出口偏置型扩张室脉动衰减器TL性能预测时具有一定的局限性。三、对传统单级C型、K型扩张室脉动衰减器进行结构改进,提出了一种具有柔性衬里的C型扩张室和三类具有内插锥管、穿孔管的改进型扩张室脉动衰减器。对于柔性衬里C型扩张室脉动衰减器,利用电液类比法建立其集中参数模型,并用分布参数模型加以验证,研究了系统压力、衬里材料内部声学结构对TL的影响,结果表明:与无衬里和无空腔型聚氨酯衬里相比,C型扩张室腔室内壁敷设空腔型衬里拓宽了脉动衰减器的滤波频带;而针对三类具有内插锥管和穿孔管的扩张室脉动衰减器,利用TMM建立理论模型,并加以实验验证。研究了锥管小径、穿孔率以及孔径等结构参数对IL的影响,结果表明了在整个所关心的频带范围内,锥管和穿孔管应用于扩张室压力脉动衰减器的吸声潜力。另外,考虑到脉动衰减器安装空间的有限性,提出了应用标准遗传算法（Genetic Algorithm,GA）对两类改进型扩张室脉动衰减器进行结构优化设计,结果表明GA可做为一种快速、高效的优化工具实现给定研究频率下的滤波性能优化。在研究过程中采用了区别于TMM和FEM的新方法—格林函数法（Green’s Function Method,GM）。利用GM对矩形和正方形腔室截面的扩张室衰减器进行理论建模,其IL结果与实验测量值在整个研究频带内吻合良好,证明了该方法的可行性。通过探讨不同腔室截面形状（矩形、正方形和圆形）对衰减器滤波特性的影响,发现在截面周长一定的前提下,2000Hz频带内的圆形截面具有最优的滤波性能,正方形次之,而矩形截面性能最差;四、提出了几类两级扩张室压力脉动衰减器（阻抗复合式、两级抗性以及内插锥管两级扩张室）。针对阻抗复合式两级扩张室脉动衰减器,衬里腔室采用集中参数法建模,直通穿孔管段则采用TMM法建模,研究了系统压力、衬里内部声学结构、穿孔率以及孔径对TL的影响。研究表明,500Hz频带内任意频率下的TL受穿孔率和孔径大小的影响十分有限;针对两级抗性扩张室压力脉动衰减器,采用TMM法进行理论建模并进行实验验证。研究了穿孔率、孔径大小以及穿孔方式对其IL性能的影响。此外,通过GA对267Hz下的两级抗性扩张室吸声结构进行按需优化设计;针对两种具有内插锥管的两级扩张室脉动衰减器,建立其一维解析模型,并通过实验验证了理论模型的可靠性;基于该模型探讨了锥管小径、锥管内插长度、直通管内插长度、穿孔率以及孔径大小对2000Hz研究频率范围内的IL性能的影响,发现气体消声领域广泛采用的“微穿孔”结构不适用于压力脉动衰减器中。