加筋薄板结构以其轻质高强、抗振减噪等特点，被广泛应用于各工程领域。通常此类结构的性能在很大程度上依赖于加强筋的布局。工程中常用的拓扑优化方法只能得到加强筋的大致分布区域，现有的薄板加筋仿生优化设计研究通常只针对特定的工程问题。本文从双子叶植物脉序形成机理中获得启发，得出一种具有普遍适用性且不需要繁复后处理即可获得清晰加筋布局的仿生设计方法。鉴于目前对于仿生筋板的性能研究多为静力学特性和基频分析，本文通过研究薄板的静载挠度、低阶固有频率和动载频率响应，全面分析仿生脉序加筋薄板的力学性能。同时，为进一步分析薄板加筋结构的减振降噪性能，对仿生加筋板这种形状不规则的复杂结构进行了隔声性能研究。使得植物仿生方法不仅为工程力学应用提供灵感，也为工程声学应用提供一种新的思路。本文主要研究工作如下：　　阐述了适用于优化薄板结构加筋布局的仿脉序生长设计方法的主要内容。在总结和提炼双子叶植物脉序形态形成机理的基础上，建立了基于仿生脉序生长算法的优化模型，得出了薄板加强筋布局的仿脉序生长设计流程。加强筋从给定的“种子”位置出发，沿着使结构应变能最小的方向分枝和生长，同时退化对结构性能贡献小的加强筋，逐步形成最优的加筋布局。以单元灵敏度数作为判断加筋单元生长和退化的准则，确定了仿生脉序生长算法的主要参数，包括种子位置的选取、退化率和收敛率的设置。利用该方法成功模拟了大自然界中典型的羽状叶、掌状叶和圆叶的脉络分布，验证了仿生脉序方法在生物原型研究方面的有效性。　　对仿生脉序加筋薄板的力学性能进行了对比分析。利用仿生脉序生长法对三种典型工况下（边缘受集中载荷的单边固支板、中心受集中载荷的四角固支板和邻边固支板）的薄板结构进行了加筋布局设计。对比仿生优化板与传统正交板、无筋基板的相应力学性能，结果表明本文所得的仿生脉序加筋布局薄板具有更为优秀的静力学和动力学性能。综合三种工况，仿生优化板相比于传统正交板在静载作用时最大变形降低了35.1％-58.7%；各低阶固有频率值均有不同程度的提高，基频提高了23.2%-89.0%；动载荷作用时最大共振幅值降低了28.4%-66.5%。　　研究了仿生脉序加筋薄板的隔声性能。分析了典型的单层有限大小均质薄板的隔声频率特性曲线，利用耦合边界元-有限元方法建立薄板隔声量计算模型，同样对比三种典型工况下仿生优化板、传统正交布局板和无筋基板的隔声性能，结果表明仿生脉序加筋布局薄板具有更为优秀的隔声性能。综合三种工况，仿生优化板在刚度控制区的隔声量提高了7.9-15.3dB；模态共振频率向高频移动，且隔声低谷变浅；质量控制区隔声量提高了1.1-2.3dB。　　以单边固支板为例，对不同布局的加筋板结构进行了对比实验。利用静力学测试系统测量了各布局加筋板的挠度，利用锤击法测量了各布局板的低阶固有频率，利用混响室-消音箱法测量了各布局板的隔声曲线。通过对比数值结果与实验结果，证明了数值计算结果的有效性，并进一步验证了采用本文方法获得的仿生优化加筋布局能够有效提高结构的静、动态力学性能及隔声性能。