噪声控制方法可分为主动控制与被动控制,运用吸声材料降噪处理是一种典型的被动噪声控制手段。常见的多孔吸声材料与共振吸声材料在不同频率范围表现出优异的吸声性能。其中,现有车用吸声材料往往在中高频（1500 Hz-3000 Hz）表现出良好的吸声特性,而在中低频（300 Hz-1300 Hz）段并不能满足降噪需求。将多孔吸声材料与共振吸声材料复合,所形成复合吸声结构在中低频表现出良好的吸声特性,是提高车内声品质的有效方法之一。本文设计并制备了一种三元乙丙橡胶（EPDM）多孔材料,研究了其加工工艺-微观结构-吸声性能之间的关系,并在此基础上进行了多层复合结构的结构设计与吸声性能优化,主要工作如下:首先,以EPDM为基体,发泡剂导入发泡,探索不同工艺下的EPDM多孔材料的微观结构对其吸声性能的影响。其中,选取绿色发泡剂4,4’-氧代双苯磺酰肼（OBSH）作为发泡剂,通过调控OBSH含量与发泡温度得到具有不同泡孔结构的EPDM单层多孔泡沫,结合微观结构研究（平均孔径、孔隙率、开孔率等）与加工工艺、吸声性能之间的内在关系,为后续多层吸声复合结构中泡沫层的选取提供理论依据。其次,进行多层复合吸声结构设计及其声学性能的数值模拟,探讨不同结构参数对其声学性能影响。选取单层EPDM多孔材料,将其与带有不同形状空腔的纯EPDM穿孔板组合,构成三层复合吸声结构并进行多层复合吸声体的吸声公式推导,运用MATLAB对各个结构模型进行吸声性能的数值模拟,发现带变截面空腔的复合结构能够在所定频率内获得良好的吸声效果且吸声特性随着宏观结构参数的变化而变动。最后,运用寻优算法对多层吸声结构进行参数优化,以寻求在中低频范围内取得最佳综合吸声性能的结构参数组合解。选用人工鱼群算法（AFSA）和改进的粒子群算法（I-PSO）优化结构参数,算法结果表明I-PSO的优化结果优于AFSA。为了验证算法合理性,通过半消声室驻波管试验得到在优化参数设定下的实际吸声曲线,将之与理论曲线对比分析,验证结果显示理论与试验结果基本吻合。本研究旨在提出一种新型多层吸声材料设计方法,以获得在中低频范围内表现优异吸声性能的吸声结构,对汽车声学包装材料的设计与开发具有工程指导意义。