在水下航行器的振动与声辐射研究中,航行器的中间部分可简化成圆柱壳,前进部分可用锥壳代替,尾部可用半球壳模拟。功能梯度材料是其材料参数在厚度方向上呈梯度变化的新型材料,可以看作是多种复合材料组合而成。本文将锥壳、柱壳、锥柱球壳结合作为主要研究对象,并使用功能梯度敷层,分析其在水中的振动声辐射特性。本文首先从圆锥壳入手,在圆锥壳的运动描述中采用Flügge理论,采用幂级数的形式来表示位移函数。将环肋简化成圆环板表示其运动方程,并将已有文献得到的解析解与有限元仿真进行结果对比,对比圆锥壳在不同条件下的固有频率以及声振规律,验证本文方法的正确性。随后,采用Donnel薄壳理论建立双层圆柱壳的运动方程,采用模态展开法求解水中柱壳的振动与声辐射特性。使用有限元软件Ansys进行振动与声辐射研究,分析双层圆柱壳在不同外部介质、厚度、环肋高度、环肋数、壳体长度、激励点位置等因素对声振特性的影响。在Flügge理论方程基础上,建立圆柱壳的固有频率计算方程,并再此基础上进行声辐射计算。使用Ansys Workbench中的ACP模块进行功能梯度材料属性的敷层,研究普通材料与功能梯度材料下两者的声振规律,结果表明功能梯度材料下的模型在减振降噪方面更具有优越性;探究功能梯度材料下双层圆柱壳在不同边界条件、阻尼因子、壳体厚度、水域大小、激励点幅值、激励点方向等条件下的声辐射特型以及振动分析。最后,本文在锥壳、柱壳研究的基础上,建立新的有限元仿真模型:球壳-柱壳-锥壳复杂回转体,对在普通材料下的模态、声辐射特性进行分析,在此基础上进行功能梯度材料铺层,计算两种材料应用于水下的降噪效果以及振动响应。随后研究了流体负载、边界条件、壳体长度厚度、阻尼因子、激励因素对组合复杂壳体声振特性的影响,考虑了激励方向、环肋数、及环肋高度等结构组成对声振特性的影响。结果表明:功能梯度材料下的复杂组合壳体对于减振降噪均有较好的效果;阻尼因子影响声振曲线的光滑度,并在一定程度上降低声振曲线的幅值;壳体的长度、厚度、会改变壳体的刚度与质量,影响到壳体的声振特性;激励点幅值增大会增强声辐射效果;水域增大会降低声辐射数值;环肋数增加会使壳体整体质量上升,造成声辐射效果增强;激励点为纵向激励时,纵向刚度大于垂向刚度,引起壳体声辐射曲线持续振荡。