周期性点阵结构因其单胞构型的可设计性、多孔特性以及整体结构的周期有序性,使得其与传统结构相比在基本静力学性能上具有密度低、比强度高并且比刚度大的优良特性。因此,周期性点阵结构在航天、交通以及医学等领域具有巨大的应用潜力,然而对于其特殊多功能特性的研究主要集中在抗冲击、传热和吸能特性等方面。目前少见的关于周期性点阵结构声学性能研究着重关注的是蜂窝点阵、阻尼点阵以和栅格点阵等二维结构以及实心夹芯材料的三维点阵结构,对于空心夹芯材料的三维点阵结构的声学性能的探讨分析和优化设计尚未涉及。但在实际的工程应用中,会经常同时要求结构的轻量化程度和声学性能效果。在此背景下,本文以金字塔型实心点阵结构为切入点,结合数值模拟和实验验证,重点对金字塔型空心点阵隔声特性进行分析,并基于多项式代理模型和遗传算法对其进行优化设计。主要研究工作如下:(1)在声学仿真平台的Acoustic Harmonic FEM模块中,以声学-振动直接耦合理论为基础建立了金字塔型实心点阵结构隔声量的预测模型。对金字塔型实心点阵结构进行数值模拟求解其隔声量仿真值,采用杆件组装法制备了金字塔型实心点阵结构隔声腔,通过实验测试其插入损失从而获得金字塔型实心点阵结构隔声量的试验值。隔声量试验值与数值解的整体变化趋势吻合良好,表明数值预测模型是有效可靠的。(2)基于相对密度和隔声特性将金字塔型实心点阵结构和空心点阵结构进行对比,发现后者的轻量化程度和大部分频段上的隔声性能均比前者高。运用数值模拟法系统研究了金字塔型空心点阵结构几何参数对其隔声特性的影响。主要分析的几何参数包括空心杆件的仰俯角、空心杆件壁厚、空心杆件长度、空心杆件截面形状、点阵结构的晶格常数以及面内尺寸。(3)以理论推导的金字塔型空心点阵结构整体的等效抗压强度和质量为约束条件,平均隔声量为目标函数,结合多项式代理模型和遗传算法对金字塔型空心点阵结构层芯杆件的几何参数进行优化设计。优化结果显示平均隔声量增大了2.049dB,提高约6.532%。尤其是在100Hz~500Hz和2500Hz~4000Hz频段内,对于相同频率点,优化模型隔声量的增大量均达到3dB~5dB左右,优化效果十分明显。