碳纤维复合材料板相比于传统的匀质材料板,具有重量轻强度高等优异的力学性能,因此广泛应用于航空航天、高铁和汽车的舱室结构。由于碳纤维复合板更轻,在环境振动、噪声的激励下容易产生较大的声辐射。碳纤维复合材料板由不同纤维铺设方向的多层板挤压层合而成,导致其本构关系复杂、振声计算量巨大,而且难以洞悉复合材料板的振声特性与层合设计参数的关系,制约了碳纤维复合材料板的振声优化设计,因此开展碳纤维复合材料板的振声特性模拟以及参数研究具有重要的工程意义。本文以多层对称铺设的碳纤维复合材料板为研究对象开展复合材料板振动特性模拟,首先依据经典层合板建模理论推导出复合板等效刚度系数的计算表达式,基于等效刚度实现复合板动态特性的等效单层模拟。以固支边界的16层碳纤维复合矩形板为例,通过有限元仿真和模态试验验证了等效单层建模的振动计算有效性。在此基础上,分析和比较了铺层数量和面积对传统建模和等效单层模拟的计算耗时影响,结果表明等效单层模拟可以在保持振动响应计算精度的前提下,大幅度降低计算时长。理论和有限元仿真均表明,此等效单层建模适用于铺层相对于板的中心面对称的情况。其次,研究又采用Rayleigh积分法及阻抗法,并结合模态分解法,对复合材料板的声辐射特性以及隔声特性分别进行了理论分析和计算,着重探讨了碳纤维复合板的各振动模态对于板的声辐射特性以及隔声特性的影响机理。研究表明,碳纤维复合材料板低频段存在决定声学特性的少数主导振动模态。基于主导振动模态与复合材料板设计参数的理论关系,可以通过优化复合材料板的设计参数有效改进碳纤维复合材料板的声学特性。最后,建立了碳纤维复合材料板的振声模拟数例模型,通过有限元仿真计算对比,进一步探讨了层合结构的部分关键参数对于碳纤维复合材料板整体振声特性的影响机制,包括层合结构特有参数(如纤维铺设参数)和一般材料参数(如材料特性参数)。计算结果表明:纤维方向铺层数量对碳纤维复合材料板的整体振声特性影响最大,纤维方向排布顺序和轴向弹性模量对固有频率值影响较大,而横向弹性模量和剪切模量对整体振声特性影响相对较小。本课题研究了碳纤维复合材料板振声模拟的简化等效建模方法,分析了复合材料板关键设计参数对整体振声特性的影响机制,为碳纤维复合材料板的振声建模计算及优化设计提供了理论依据。