噪声环境下结构的动响应预示是航天器研制领域的一项重要研究内容。航天器服役时所处噪声环境的频率范围可达0～0000Hz,强度可达160dB以上。高强、宽频的随机声载荷可能会引起航天器薄壁结构声疲劳失效,以及航天器内设精密仪器设备失效,进而导致灾难性后果。准确、高效的声振响应预示技术能为航天器结构设计以及地面试验方案制定提供依据,开展准确、高效的噪声环境结构全频段声振响应预示技术研究对航天器的研制意义重大。现有声振响应预示方法大多只适用于特定频段,难以使用单一方法实现宽频声振响应预示。本文围绕先验模态类方法开展研究,在推动各方法发展的基础上,联合使用多种方法实现宽频声振响应预示,同时简化分析方法的前、后置处理过程。论文完成的主要研究工作包括:(1)开展基于对偶模态方程理论的中低频声固耦合响应预示研究。研究了模态截断对对偶模态方程方法中低频声振响应预示精度的影响。先后对典型平板/声腔耦合模型和加筋板/声腔耦合模型开展研究,基于采用不同模态截断频率的对偶模态方程方法,预示了系统在确定性噪声、确定性单点力以及随机噪声、随机单点力激励下的声振响应,并基于有限元直接法验证了对偶模态方程方法的正确性。结果表明:随着截断频率的升高,对偶模态方程方法的结果逐渐收敛于有限元直接法的结果;当模态截断频率达到分析频率上限的1.5倍时,基于上述两种方法所得结果间的差异可忽略。(2)开展基于模态能量法的中低频动响应预示研究。针对近似计算模态载荷输入功率会引起分析误差的问题,依次对典型双振子耦合模型、多模态耦合模型、典型平板/声腔耦合模型和加筋板/声腔耦合模型开展研究。基于双振子耦合模型算例研究,提出一个无量纲的耦合强度系数,基于耦合强度系数的取值,将模态间的耦合强度划分为弱耦合、温和耦合和强耦合三种情况。多模态耦合模型的算例研究结果表明:模态间为弱耦合时,近似计算载荷输入功率所引起的模态能量分析误差可忽略;模态间为温和耦合时,近似计算载荷输入功率会导致模态能量分析结果存在较大误差,但精确计算载荷输入功率能消除上述误差;模态间为强耦合时,即便精确计算载荷输入功率,模态能量分析结果仍存在较大误差。典型平板/声腔耦合模型和加筋板/声腔耦合模型的算例研究结果表明:模态间的耦合强度随模态阶次的升高呈减弱趋势;近似计算载荷输入功率,导致模态能量分析结果在部分低频模态固有频率附近存在较大误差。(3)针对航天器实际面临的噪声载荷存在空间相关性,提出了考虑面压载荷空间相关性的模态能量法。确定了由rain on the roof载荷模型等效的湍流边界层载荷Corcos模型的适用范围,研究结果表明:当分析频率高于四倍气动一致性频率时,由载荷等效产生的误差可忽略不计。基于典型三模态耦合模型算例研究,提出一个偏保守的临界相关强度系数,研究结果表明:当模态载荷相关强度系数小于临界值时,模态能量分析误差可忽略。典型平板/声腔耦合模型和加筋板/声腔耦合模型的算例研究结果表明:湍流边界层载荷作用下,只有在很低频段内,结构模态上载荷间的相关强度系数大于临界值;模态能量法能精确预示湍流边界层载荷作用下子系统的振动能量响应。(4)开展基于统计能量法的高频动响应预示研究。将模态能量法与功率输入法结合,形成了基于MODENA-PIM方法的统计能量法中耦合损耗因子获取方法。以典型平板/声腔耦合模型为研究对象,对比了波方法、对偶模态法以及MODENA-PIM方法等三种耦合损耗因子获取方法的优劣。基于三种方法获取的耦合损耗因子开展统计能量分析,预示平板/声腔耦合系统的振动能量,研究结果显示:波方法效率最高,但精度最低;对偶模态法效率比MODENA-PIM方法高,但无法考虑非共振传输的影响,对大阻尼系统的分析结果存在较大误差;MODENA-PIM方法能有效考虑系统中非共振传输的影响,精确获取耦合损耗因子。基于对偶模态法和MODENA-PIM方法获取了加筋板/声腔耦合系统的耦合损耗因子,并基于统计能量法预示了该系统的高频声振响应。(5)开展基于SmEdA方法及SmEdA-SEA混合方法的中频动响应预示研究。论述了大阻尼系统中非共振传输的不可忽略性。提出了考虑非共振传输的SmEdA-SEA混合方法,建立了该方法的振动能量平衡基本方程。基于SmEdA方法及SmEdA-SEA混合方法,预示了 rain on the roof载荷及集中力载荷作用下,典型平板/声腔耦合系统和加筋板/声腔耦合系统的声振响应。研究结果表明:考虑非共振传输的SmEdA方法和SmEdA-SEA混合方法能准确预示大阻尼系统的声振响应。随后,在开展考虑非共振传输的SmEdA-SEA混合方法研究时,采取简化措施,即只考虑特定频带内模态间的耦合。研究结果显示,该简化措施能在保证SmEdA-SEA混合方法预示精度的前提下,提高了分析效率。