最近几十年来，NVH性能日益成为衡量汽车质量以及舒适性的重要指标。汽车设计过程中，结构声学性能的优化研究是关键的设计点。汽车结构中，板件的振动不是自激振动，而是受整体车身结构影响的受迫振动，因此，汽车车身结构是很重要的振动噪声源。　　本文基于形状选择的拓扑形貌优化技术对结构声学耦合系统进行研究。依据给定的结构和可行设计域边界，构造了离散设计表达式。接着以最大化折板一阶模态的固有频率为其优化目标函数，通过改变结构形状实现最优设计。拓扑形貌优化可视为特殊的形状优化（网格位置优化）。在拓扑形貌优化中，设计域的网格可在壳单元的法向或任一特定方向移动，并通过搜索网格图案的最优线性组合获取最优解，即实现壳结构刚度的最优化。　　本文将拓扑形貌优化应用于折板结构优化。在定义结构拓扑形貌优化和折板结构后，综述了折板结构优化设计的主要进展。接着，以辐射声强和辐射声压为基础，详细讨论了结构声学系统的拓扑形貌优化方法。　　结构声辐射控制是降低噪声的重要措施。以最小化折板声辐射为目标，本文构造了结构声学耦合系统的拓扑形貌优化方法。在该方法中，采用有限元法分析折板结构的振动特性，接着采用Helmholtz积分法分析结构声辐射。以折板结构一阶模态的固有频率为目标函数，并通过最大化折板结构一阶模态的固有频率，最小化了分析频域内声辐射能量均值。其中，Altair OptiStruct为折板优化设计的优化软件。　　控制汽车噪声意味着需要控制噪声辐射功率和噪声声压。为了控制声辐射功率，往往采用拓扑优化方法提高车身结构的第一阶固有频率来实现，而基于拓扑优化的降低声压研究则能直接采用有限元和边界元方法来分析。数值结果表明采用拓扑形貌优化能有效降低折板结构的声辐射能量。　　除控制声辐射能量以外，我们还不得不关注声压辐射强度以控制声辐射。本文在声压辐射优化中引入拓扑形貌优化方法，并且以人工参数γ为优化函数。其中为γ为速度的上边界。该优化模型的目标是在确保表面阻尼不大于γ的约束条件下，最小化人工参数γ。将直接边界元法和无限元法相结合，以分析结构的声辐射分析。将上述优化方法应用于折板结构进行拓扑形貌优化，优化结果表明本文所提的方法能有效地应用于折板结构的优化设计。　　本文采用简单的平板模型代替实际车身三维弹性力学模型，运用简单易行的依次耦合方法完成了边界单元、壳单元以及形函数的建立和设置。接着，针对此模型声固耦合问题，用结构声辐射理论建立了耦合方程，然后用有限元方法对耦合方程进行离散化计算。最后通过车身结构的拓扑优化改善车身声辐射。　　本文针对平板模型介绍了有限元方法、边界元方法、无限边界元法、边界积分算子以及平板模型形导数等，然后提出其耦合问题和优化问题，并在有限元和边界元分析结果中讨论了其详细演算过程。　　本文提出了一种计算噪声传递函数的方法以及一个评价结构拓扑优化结果的指标目标函数。　　提出了一个能有效进行数值声辐射问题计算的程序，并随着方法的发展开发了该程序的软件。采用计算机仿真完成了板件材料和声音之间的声固耦合问题的分析，这有利于研究和优化车身结构参数。采用上述方法，有助于加速车身的设计过程，缩短设计周期。一方面，通过拓扑优化方法改善噪声传递函数并降低声辐射声压值是实现汽车车声结构高效设计的有效途径;另一方面，相对车身部件的几何宽度和长度而言，其厚度±10mm的修改是相当小的变化，车身结构的质量不会有太大的变化。　　用所提的优化方法，计算机构建的汽车车身结构模型不需要非常复杂，且因为只需对修改的部件进行再分析，模型参数化分析将更加高效。因此，采用模块化和参数化的建模方法将大大节省汽车车身设计的时间。