薄壁构件能够以较小的重量,承受较大的载荷,因此,在汽车、航空航天和潜艇等行业上获得了广泛的应用。这些薄壁构件一般都处于气流场、压力场、声场、温度场等多场耦合的复杂工作环境下,静、动应力水平均较高,当受到外界激励时,很容易产生振动。其结果一方面使薄壁构件向周围辐射噪声,产生噪声污染;另一方面,构件的振动应力增加,会产生振动损伤,严重影响薄壁构件的使用寿命。因此,必须要对薄壁构件进行减振处理。粘弹阻尼材料具有高阻尼特性,能有效抑制结构的谐振响应,成为现代薄壁结构振动控制的有效方法。典型的结构阻尼处理形式包括自由层阻尼和约束层阻尼,约束层阻尼比自由层阻尼能耗散更多的能量,减振效果更好,但会带来更大的附加重量。大部分薄壁构件对重量的限制非常苛刻,较大的附加重量会严重影响结构性能。因此深入研究阻尼结构减振机理,对传统约束阻尼结构进行改进,以在附加尽量少重量的同时获得较好的减振效果,对阻尼减振理论研究及工程应用具有重要意义。本文针对薄壁构件阻尼减振及轻量化需求,以矩形薄板和圆柱壳为研究对象,深入研究约束阻尼结构减振机理,揭示阻尼材料、约束材料性能参数及厚度对结构振动特性的影响规律,为阻尼材料和约束材料选择提供理论依据。对传统传递矩阵法进行改进,并将其应用到多层约束阻尼结构及局部覆盖阻尼结构中,研究阻尼材料分层设计及局部覆盖下的结构振动特性,为薄壁结构阻尼减振轻量化设计提供理论支撑。研究旋转状态下约束阻尼圆柱壳的振动特性,明确转速对结构减振的影响。本文的主要工作及成果如下:(1)根据粘弹性材料的本构关系,采用复常量模型,建立了自由阻尼结构和约束层阻尼结构的动力学方程,对简支边界条件,采用解析法求解方程,通过算例验证了方程的正确性,得到了精确的约束阻尼结构动力学方程,并为多层约束阻尼结构及局部覆盖阻尼结构动力学方程的建立提供了方法指导。(2)针对薄壁圆柱壳,采用改进传递矩阵法,将状态向量和边界条件向量分开设置,简化了状态向量一阶微分的求解,引入一个关联矩阵,将状态向量和边界条件向量联系起来,简化了传递矩阵的构建,通过算例验证了改进传递矩阵法的计算精度。将该方法应用到约束阻尼板和约束阻尼圆柱壳结构中,并与解析法和有限元方法进行了对比,结果表明:在相同计算精度下,提出的改进传递矩阵法具有求解简单不易出错的优点,尤其是在多自由度振动系统求解中更加明显,为多层约束阻尼结构、局部覆盖阻尼结构及旋转态约束阻尼结构振动特性分析提供了可靠的方法。(3)采用改进传递矩阵法,分别对自由阻尼板和约束层阻尼板进行求解,分析了阻尼材料和约束层材料泊松比、弹性模量、密度等力学参数及厚度对结构振动特性的影响规律。获得到了阻尼材料、约束材料不同厚度组合下结构固有频率和损耗因子的变化曲线,对比了不同厚度组合带来的附加质量。结果表明:阻尼材料、约束材料的选择对结构振动特性影响较大,材料厚度选择合适,可在使用更少材料的同时得到较好的减振效果。通过约束层阻尼减振机理的研究,阐明了约束阻尼结构材料选择及厚度优化的必要性。(4)基于约束阻尼结构的基本假设,分析了多层阻尼结构内应力和应变,建立了多层约束阻尼板和圆柱壳结构的一般动力学方程,并采用改进传递矩阵法进行了求解,研究了多层阻尼结构振动特性。对比不同层数的结构振动特性,阐明了多层阻尼结构对振动抑制效果的优越性。分析了阻尼材料层数和布置形式对结构振动特性的影响。对约束阻尼板和多层约束阻尼板进行了实验研究,验证了本文模型和改进传递矩阵方法的正确性和有效性。(5)以约束阻尼圆柱壳为研究对象,建立了轴向分段覆盖阻尼结构的一般动力学方程,将覆盖多层阻尼材料段的状态向量及边界条件引入未覆盖段,重构各段传递矩阵,使得任意段传递矩阵阶数相同,建立了分段覆盖多层阻尼结构的传递矩阵法。该方法可分析任意多段任意层数局部覆盖阻尼结构振动特性。通过算例验证了本方法的有效性,并研究了阻尼材料覆盖位置及覆盖面积对结构振动特性的影响,明确了局部覆盖阻尼结构的优越性。(6)研究了旋转状态圆柱壳的波动振动特性,忽略内应力中的静态力,简化旋转状态圆柱壳的动力学方程,通过算例验证了简化方程的可靠性,在此基础上,参考约束阻尼圆柱壳,建立了旋转状态下约束阻尼圆柱壳的动力学方程,并研究了其波动振动特性,分析了前、后行波及转速对约束阻尼结构减振效果的影响。为旋转状态下约束阻尼圆柱壳振动特性的研究提供了方法。