我国高速铁路正向更高速、更环保的方向发展,线网遍布广温度域、冻土等复杂环境,这些因素使得车内噪声逐渐凸显,而乘客日益提高的生活水平对高速列车车内声学环境提出了更高要求。因此,车内噪声问题已成为影响、甚至制约我国高速铁路发展的关键因素之一。车内噪声的声源主要包括轮轨区域的振动和结构噪声、转向架区域和受电弓区域的气动噪声,这些振动和噪声通过结构和空气路径传至车体表面,引起车体振动向车内辐射噪声。高速列车车体为由铝型材、内地板、内饰板等板壳结构、阻尼层和木骨等连续固体、吸声材料层（多孔介质）、内部和外部空气等流体组成的多介质复合结构,纵向尺寸远大于其它两个方向,截面几何和材料参数沿纵向一致分布,可近似为2.5维结构。因此,在2.5维框架下建立复合结构的声振预测模型、研究复合结构的振动声辐射特性和隔声性能、结合轻量化设计提出有效的减振降噪措施,为结构的声振优化提供设计工具和理论依据,对于车内噪声的控制具有重要意义。本文以无限大障板中无限长高速列车车体复合结构为研究对象,针对结构的声振预测模型和声振特性,主要开展了以下几方面的研究工作:（1）利用声压法测试了高速列车车体复合结构的隔声,分析了吸声材料层对结构隔声的影响,凸显了吸声材料骨架的弹性对结构声振特性的重要性,这是声振预测模型考虑的重点;对铝型材进行了锤击测试,利用能量法获取了结构的阻尼损耗因子,这是声振预测模型的输入,为验证模型的准确性奠定了基础。（2）基于Kirckhoff薄板理论,利用最小势能原理,建立了板壳的2.5维有限元模型,模型中考虑了板壳的面内运动。基于三维弹性理论,利用弹性体动力平衡方程的等效弱积分形式,结合Galerkin法,建立了连续固体的2.5D FE模型。基于Helmholtz波动理论,利用声波波动方程的等效弱积分形式,结合Galerkin法,建立了有限流体的2.5D FE模型。基于声学Rayleigh积分建立了无限半流体的2.5维边界元模型,模型中只需建立与结构相邻流体边界的振动与声压的关系,与基于全空间或半空间格林函数声学边界积分的2.5维有限元模型相比,能有效避免障板边界截断带来的误差、结构背面多余边界带来的过多计算量。利用固体（包括板壳和连续固体）与流体（包括有限和半无限流体）的边界耦合条件,结合它们振动控制方程等效弱积分形式的边界积分,建立了包含固体和流体的结构的耦合2.5维有限元-边界元模型。将耦合模型应用于单板,通过与单板的声振解析解和商业软件对比系统验证了模型的准确性。运用该模型研究了高速列车车体铝型材的声振特性,系统分析了边界条件和阻尼对铝型材隔声的影响,揭示了结构隔声低谷和振动声辐射峰值的产生机理;详细对比了激励点位置对铝型材振动声辐射的影响,从波数域解释了模态波对结构声辐射的贡献规律。（3）基于骨架位移-孔中流体压力形式的Biot多孔介质理论,利用骨架和流体（以下简称两相）振动控制方程的等效弱积分形式,结合Galerkin法,建立了多孔介质的2.5维有限元模型。模型中考虑了多孔介质骨架的弹性、质量和内损耗阻尼以及两相间的势能耦合作用、惯性耦合相互,这是多孔介质经验模型和等效流体模型所不能体现的;还考虑了两相间的粘滞耗散作用和热传导作用。利用文献中吸声材料的表面法向阻抗验证模型的准确性。（4）利用多孔介质与固体、流体的边界耦合条件,结合它们振动控制方程等效弱积分形式的边界积分,建立了包含多孔介质、固体和流体的结构的耦合2.5维有限元-边界元模型。将耦合模型应用于包含吸声材料层的单板和双板结构,通过与解析的传递矩阵法进行对比,详细论证了耦合模型的正确性,并揭示了系统中多孔介质骨架共振、质量-弹簧-质量共振现象,这是结构隔声低谷的产生以及在共振后迅速增长的机理,为其在复杂结构的应用和隔声解释奠定了基础。运用耦合模型分析了吸声材料层组合方式对高速列车地板复合结构的影响,提出了有效的减振降噪设计方案,构想出一种新型的低噪地板结构。（5）提出了一种适合铺设声学处理层筋板结构的快速声振预测模型。模型中,假设筋板结构无限长且被置于无限大障板中,利用2.5维有限元-边界元法对板壳结构和入射声学域建模;假设声学处理层面内无限大,横向无限延伸至障板上,利用传递矩阵法对声学处理层和透射声学域建模;结合声学处理层与筋板结构和障板界面的力平衡和位移连续条件将两模型耦合,得到整个结构的声振预测模型。与全2.5维有限元-边界元模型相比,该模型计算效率提高三倍,且能准确预测结构的高频声振特性。将该模型运用于铺设声学处理层的高速列车铝型材,对声学处理层进行了隔声优化。