本文从航空航天船舶领域内典型梁、圆板、圆柱壳结构入手,开展了一般边界条件、复杂激励形式下有限结构的振动特性研究,给出了有限结构等效机械导纳的计算方法;在此基础上,以航行器动力系统为载体,针对主机、辅机、隔振装置等主要典型部件,提出了不同类型复杂结构的动力学参数化建模方法,构建了动力系统耦合结构振动传递分析模型,深入研究了各子结构关键参数对耦合结构振动传递特性的影响规律,同时实现了动力系统典型激励源对于结构振动贡献的有效甄别;本文进一步开展了台架卡环及外部流体对动力系统耦合结构振动特性影响规律研究,形成了基于等效机械导纳的动力系统复杂耦合结构振动与声辐射建模分析方法,为动力系统复杂耦合结构的减振降噪优化设计提供了重要参考。本文的主要研究成果和创新点如下:1.研究了一般边界条件及复杂激励形式下有限子结构的机械导纳特性,进一步丰富了机械导纳理论。针对改进的傅里叶余弦级数方法,给出了一般形式的三角函数型补充函数表达式,从模态频率的角度分析了边界条件对结构振动特性的影响;为了准确获取结构的边界参数,通过调整结构振动位移函数的表达形式,以结构的低频振动数据作为输入,实现了边界刚度的精确反演;根据能量守恒原理以及三角函数的正交性,获取了有限子结构等效机械导纳的显示表达式,在一定程度上解决了激励力复杂分布形式给等效机械导纳求解带来的不便,为实现复杂连接形式下耦合结构振动问题的简化奠定了基础。2.针对动力系统内典型主机、辅机、隔振圈等主要部件,提出了不同类型复杂结构振动分析的等效建模方法,实现了对复杂结构的合理简化,与此同时较好地保留了原结构的振动特性,使复杂结构的参数化建模成为可能,进一步拓展了机械导纳方法的工程应用范围。对主机机体进行子结构划分,同时将各激励力展开为一系列与耦合边界平行的余弦分布线激励力,使激励形式的多样性以及耦合边界的复杂性在耦合振动方程中得到了有效统一,为摆盘发动机等复杂结构的振动建模分析提供参考;针对多种辅机泵,根据其壳体在分析频段内模态数目较少的显著特点,提出了一种基于结构首阶模态进行参数化等效建模的方法,为不规则紧凑结构的动力学建模分析提供了一种新的思路;从隔振圈的四端参数模型出发,提出了一种基于双振子系统的复杂隔振元件等效建模方法,根据动力装置与舱段壳的振动传递率进一步获取了隔振圈的等效刚度,使后续动力系统的建模分析得到较大程度的简化。3.将子结构导纳法成功应用于动力系统的振动传递特性研究,建立了包含主机机体、多种辅机泵、前隔振圈、后隔振圈、冷却水管、主机舱壳体、辅机舱壳体在内的动力系统结构振动传递参数化模型,并进一步分析了陆上台架试验中卡环约束边界以及流体负载对耦合结构振动传递特性的影响,研究发现:卡环对舱段壳体的低频振动特性影响非常显著,如以台架试验振动数据进行外推,须对振动数据进行修正。根据本文模型进一步实现了由激励源数据对陆上台架试验振动响应及结构辐射噪声的准确预报,并由此建立了台架试验振动数据与结构辐射噪声相关性计算模型,为航行器结构声振特性研究提供了一种快速有效的分析方法。4.基于本文模型,深入研究了动力系统典型激励源的贡献以及各子结构关键参数对结构振动传递特性的影响规律,研究发现:(1)气缸轴向力与滚轮切向力对于舱段壳振动响应的贡献起主导作用,在动力系统振动建模过程中,须至少保证上述两种激励力对应振动传递路径的完整性;(2)经由冷却水管传递至舱段壳体的振动能量不可忽视,冷却水管对于辅机舱壳体低频振动的影响非常显著,在动力系统的建模研究中须保留冷却水管结构;(3)燃料泵上作用的横向激励力是引起燃料泵结构振动向舱段壳传递的主要因素,采用轻质材料作为燃料泵选材,或减小燃料泵安装中心半径,可以降低由燃料泵传递至舱段壳的振动能量;(4)适度增大隔振圈的径向刚度,可以有效降低舱段壳800Hz以下低频段内的振动响应,但对抑制结构的高频振动并无明显效果;(5)增大舱段壳损耗因子并不能显著降低主机舱壳体低频段内的振动响应,但对抑制结构中高频振动具有显著效果;(6)相比传统减振降噪措施,通过合理调整主机结构参数,如增大摆盘箱箱体半径、减小摆盘箱箱体长度以及增大摆盘箱端盖厚度等,可以显著降低舱段壳体的振动水平。