随着内燃机设计不断地朝着高性能、低油耗、轻量化的方向发展,内燃机振动噪声的控制也越来越受到重视。目前,国内外专家学者对内燃机的低振动噪声设计做了大量研究,虽然内燃机的减振降噪已经取得了显著的效果,但其仍然是车辆运行过程中的主要噪声源之一,研究内燃机结构形式对振声响应的影响规律对指导内燃机的低振动噪声设计十分必要。以某高强化柴油机为研究机型,建立高精度有限元分析模型并进行谐响应分析,结合声学传递向量(ATV),采用声学有限元法预测得到整机原始结构下的声功率级。在此基础上,以壳单元、梁单元替代主承力结构中的板结构、加强筋等,从而建立等效简化有限元分析模型。结合高精度有限元分析模型和简化有限元分析模型,通过改变各主承力结构主要设计参数,对各设计方案下的内燃机整机振声响应进行数值仿真,从而确定影响内燃机振声响应的主承力结构关键设计要素:主轴承座-盖宽度、机体箱体内侧板位置及机体箱体外侧板厚度,并对上述设计参数进行关于内燃机整机声功率级的响应面分析。根据所建立的主承力结构关键设计要素的变化对内燃机整机声功率级影响规律的响应面模型,提出内燃机主承力结构的最优设计方案。根据最优设计方案更新高精度有限元分析模型并进行整机声辐射仿真计算。将最优方案下的整机声辐射有限元模型仿真值与响应面模型预测值对比,验证响应面模型的正确性。对比优化前后整机声功率级值,主承力结构优化后整机声功率级值减小了1.87 dB(A),即优化后声功率比原始结构下声功率减小了1/3。优化后内燃机整机单位时间内向外辐射的声能量得到大大减小,优化效果显著。研究对缩短内燃机的开发周期,提高内燃机的振动噪声特性有一定的意义,为90°-V型-12缸发动机主承力结构的低振动噪声设计提供了理论依据。