主辅机设备的机械噪声是潜艇低速巡航工况下最为主要的噪声源,对潜艇的声隐身性能影响显著。舱筏减振技术在当前的潜艇减振降噪领域得到了广泛的应用,在以声学性能为导向的舱筏系统设计之中,机械噪声的定量预报及控制是两大核心问题。随着潜艇声学设计的不断发展,对机械噪声的控制提出了越来越高的要求,必须建立更加精细的舱筏隔振系统模型,并提出更高效的系统振动传递控制方法。本文以“十一五”预研项目“浮筏声学性能优化”、“十二五”预研项目“大型舱筏结构声振耦合隔离技术”、973子专题“高效隔振浮筏声学构建原理”以及国家自然科学基金资助项目为研究背景,具体研究内容如下:1、开展考虑附连设备影响的舱筏系统精细化建模研究,用于设计阶段的系统声振性能评估,并着重分析由附连设备引起的系统耦合振动问题。为了便于参数化分析及机理性研究,建模时采用子结构频响综合方法,并针对考虑附连设备影响的舱筏系统,进行方法改进。通过改进方法,建立舱筏系统的整体频响矩阵,并分析自由度之间多向耦合的影响,结果表明因忽略转动自由度引起的计算误差会随着综合次数增加而增大。探讨附连设备对机组振动及舱筏系统振动传递的影响,明确其耦合机制。进一步对附连设备的影响规律开展参数分析,对其各项设计参数的影响有了定性的认识。2、利用改进的频响综合方法,考虑多向振动传递的影响,建立试验舱筏系统的精细化动力学模型。基于子结构导纳分解方法,通过试验数据得到了隔振器的多向阻抗矩阵;结合试验测试及仿真计算,构建了各子结构的多向频响函数矩阵。在此基础上,利用频响综合方法,得到了系统的整体频响矩阵,建立试验系统的精细化模型。针对隔振系统开展试验研究,通过测试值与频响综合结果的对比验证了系统精细化模型的准确性。3、为强化舱筏系统的隔振性能,开展周期结构的带隙特性研究,并将其引入筏架的隔振设计。结合Bloch定理和有限元理论,得到三韧带及六韧带手性胞元的带隙分布,明确手性结构抑制中、高频振动传递的能力,同时探讨胞元的带隙分布随胞元结构参数的变化趋势。在此基础之上,将手性结构作为中间筏架应用于隔振系统之中,并分析其对于系统振动传递的影响,研究表明带隙范围内系统的辐射声功率可得到有效的抑制。提出一种由不同参数的手性胞元拼装而成的混合结构,其阻带区域可被看作各层胞元带隙所对应的频率范围的叠加。利用该特性,将手性筏架各层胞元的参数作为设计变量,对隔振系统的辐射性能进行优化设计。最后,给出基于手性结构的筏架设计过程。本章的研究为后续章节中手性结构在舱筏隔振系统筏架设计中的应用提供了理论依据。4、在仿真计算的基础上,设计并制造用于实际舱段的大型手性结构舱筏系统,并开展相应试验研究。针对手性筏架进行频响测试,由测得的输入输出结果可知,筏架下层的振动响应明显小于上层,筏架本身就能够有效抑制中高频段的振动传递。基于手性结构筏架,构建舱筏隔振系统的试验模型,考察在不同激励工况下的系统振动响应,并与框架式舱筏系统的测试结果进行比较。结果显示,在相同的测试条件下,手性舱筏系统具有更为优越的隔振效果。本文针对复杂舱筏系统的动力学建模以及系统振动传递的有效控制开展了一系列的理论及试验研究。建立了舱筏系统耦合振动传递的精细化建模方法,并发展了高性能手性隔振筏架,研究结果可为舱筏隔振系统的设计提供了理论依据,具有重要的工程价值和军事意义。