随着可持续发展战略,工程制造开始朝着轻质高强类结构设计发展。但随之而来的是结构轻量化设计与噪音和振动要求之间的矛盾。由于粘弹性阻尼复合结构具有优秀的阻尼特性和良好的减振降噪性能,在工程领域得到越来越广泛应用。本文主要有以下两个方面的研究工作,其一针对粘弹性阻尼结构损耗因子和材料模量频变的特性,通过有限元迭代法建立分析模型,从复模态着手系统深入探讨和对比自由粘弹性阻尼层结构和约束粘弹性阻尼层结构的声辐射特性和机理,得到有效定量描述粘弹性阻尼复合结构复模态复杂程度的指标,得到不同粘弹性阻尼敷设位置、厚度和覆盖面积的约束阻尼与对应的自由阻尼结构的阻尼效果、复模态复杂性、复模态自辐射效率、辐射声功率和水下声辐射特点,并探讨了模态复杂性对声辐射的影响,得出一般性规律。所得到的研究成果为粘弹性阻尼在结构振动及声辐射控制中应用提供了有益的参考;另一方面针对振动模态耦合问题提出了互辐射声功率零点和极点计算方法,给采用振动模态进行结构声辐射分析和控制提供了有益的参考。具体研究内容包括:利用有限元迭代法对损耗因子是频变的,材料模量是复数形式的粘弹性材料进行模拟,验证了方法的准确性,并对不同粘弹性阻尼敷设位置、厚度和覆盖面积的约束阻尼与对应的自由阻尼结构进行模态分析得到复模态振型和阻尼比等固有属性。对现有的模态复杂度指标进行了比较,并在不同阻尼敷设位置的情况下,以应变能振型复杂度MSC指标为参考,阐述分析了现有复杂度指标的有效性和通用性,得到能定量描述粘弹性阻尼模态复杂度的指标。计算得到约束阻尼与对应的自由阻尼结构在不同阻尼敷设方式下的模态复杂度,表明粘弹性阻尼层材料的分布方式如敷设位置、厚度和覆盖面积等的不同会导致不同的复模态。将粘弹性阻尼结构的复模态自辐射效率,与没有任何阻尼处理板的相应实模态对比,深入探讨复模态对辐射效率的影响。提出复模态辐射参数CMR定量描述不同阶次实模态和复模态之间声辐射效率在一定频段内的差异,CMR绝对值越大代表该阶复模态对声辐射效率影响越大,负数表示复模态相对于实模态减少声辐射效率,正数表示增大声辐射效率。将改进的复模态辐射指数CMRI1来衡量不同模态振型下,模态复杂度对声辐射效率的影响程度。在结构面板上施加载荷激励,计算得到结构在空气以及在水中的辐射声场,比较不同流体介质下复模态对辐射声功率的影响。对比自由阻尼和约束阻尼结构在不同粘弹性阻尼敷设位置、厚度和覆盖面积下复模态对辐射声功的影响。将阻尼比,模态复杂度和复模态声辐射复杂度指标CMRC与所提出的CMRC1指标进行对比,对比表明CMRC1指标能更准确定量描述不同粘弹性阻尼构型复模态对辐射声功率的影响程度。以简支板为例,分析振动模态之间的耦合振速对声功率的影响,通过解析计算得到模态间耦合振速的零点和极点并进行数值计算分析。不同耦合类型的互辐射声功率的零点与模态间耦合振速的零点相同,振动模态间耦合在零点处对声功率没有贡献,并且模态间耦合振速的零点与结构的固有频率接近,从而振动模态耦合的影响在共振频率处不明显;数值算例计算得到模态间耦合振速的极点,模态间耦合在极点处对声场贡献明显。