船舶运行过程中,船上各种机械设备的运转会引起振动并向外辐射噪声。噪声不仅影响着航程的舒适性和船员身体健康,还会干扰自身水声设备的正常运行。对军用舰船而言,这种振动引起的噪声对它的声隐身性能是不利的。基座作为连接机械设备和船体的结构,它的阻抗特性直接反映了它对来自机械设备振动的阻隔能力,是评判基座设计优劣的重要依据之一。因此,开展基座结构尺寸和拓扑优化设计具有较大的理论意义和工程应用价值。首先,开展了长基座尺寸单目标和多目标优化设计研究。以长基座的面板、腹板以及肘板厚度作为设计变量,不同加载点间阻抗离散度最大值最小化作为优化目标进行尺寸优化设计。在加载点阻抗最小值不低于原始方案且满足强度要求的情况下,优化方案阻抗离散度降低了15.13%,同时基座重量减少了41.93%。采用宽容排序法,以阻抗离散度最大值最小化、加载点阻抗最小值最大化为目标对长基座进行多目标尺寸优化设计。得到的优化方案相比原始方案阻抗离散度降低了6.81%,两个加载点的阻抗最小值分别增大了1.87%以及减小了1.73%,同时基座重量减小了20.91%,同时强度符合要求。其次,进行了长基座腹板及肘板的拓扑优化设计。先以长基座腹板上单元密度作为设计变量,加载点阻抗最小值不低于原始方案为约束,极小化加载点间阻抗离散度最大值为目标进行拓扑优化。根据优化结果提出基座腹板的开孔方案,得到使阻抗离散度降低2.57%,基座重量减小1.98%的优化方案。接着将长基座腹板及肘板单元密度一同作为设计变量进行拓扑优化,得到腹板及肘板上同时开孔的基座结构方案,使得加载点间离散度降低3.63%,重量减轻6.85%。最后,进行了典型悬臂基座结构构型拓扑优化设计。用一个外形尺寸与悬臂基座原始方案相同的长方体代替悬臂基座,以长方体内体单元的密度作为设计变量,它的体积分数作为约束,基座阻抗最小值最大化为目标进行拓扑优化。根据优化结果密度云图提出新的悬臂基座结构形式。通过多方案选优及拓扑优化确定新型悬臂基座的结构及尺寸方案,并对新型悬臂基座的强度与振动特性进行计算校核。本文研究成果为船舶基座和类似结构的阻抗优化设计提供了有益的借鉴和参考。