舰船定量声学设计是当前及未来推进舰船安静化进程的重要技术手段。准确的振动噪声建模计算方法和特性分析是舰船定量声学设计的基础和关键。舰船的壳体通常由不同几何形状的板、壳单元组合而成，系统庞大。现有的分析手段常拘泥于有限元法、边界元法等数值方法，且存在计算时间长、占用空间大、分析频段窄等缺陷，不便于深入的机理性研究。因此，建立一套准确、高效、宽频的耦合板壳结构振动建模方法和分析手段是有效解决以上矛盾的关键，对于提高舰船定量声学设计水平具有重要的理论价值和指导意义。本文以任意边界条件下复杂耦合板壳结构的振动建模方法和动力学特性研究为主线，开展了如下工作:
　　基于动刚度矩阵法，建立了适用于任意边界条件下耦合板结构和耦合回转壳结构的动力学分析模型。首先通过耦合边界将组合结构分解为若干形状规则的子单元结构，从子单元结构运动控制方程入手，推导出严格满足控制方程的位移形函数。基于位移形函数，构建联系结构边界位移与内力之间关系的动刚度矩阵。最后，根据子单元结构耦合边界处的位移协调关系组装获得耦合结构的总体动刚度矩阵。本文方法中对于几何形状和材料属性连续的单一单元，在求解域内只需要一个动刚度单元即可得到准确解，模型自由度小，保证了计算的高效性。通过与现有文献以及数值软件的计算结果进行比较，验证了本文方法的准确性与高效性。
　　建立了一般边界条件下面内耦合板结构自由振动分析模型。该理论模型融合了薄板Levy解的思想与映射法思想，不仅保留了Levy解的精确性也解决了二维板单元位移与内力的空间独立性问题。模型适用于任意边界条件，克服了边界条件对一般解析解限制。在边界处引入虚拟弹簧模拟弹性约束，实现了对边界条件的参数化建模。矩形板动刚度矩阵由边界节点信息构造，使其可灵活处理耦合板边界连续条件。精确的边界协调关系保证了组合模型计算结果的准确性。以弹性约束矩形板和开口、开缝板结构为分析对象，通过与现有文献及有限元结果对比，验证了本文方法的可靠性。
　　针对任意耦合角度组合板振动问题，建立了基于动刚度矩阵的动力学分析模型。弹性板面内/面外振动分析模型中形函数及动刚度矩阵的推导原理一致，为两种振动的耦合提供了理论基础。建模过程中，根据耦合板结构几何边界将其划分为若干子板单元，并分别建立对应的子动刚度矩阵，然后根据边界位移协调关系组装整体动刚度矩阵。以典型面外组合板结构为例，验证了本文模型的有效性，为组合板耦合边界处面内/面外振动波的相互转化机理提供有效分析手段。其次，得益于相同几何尺寸子结构模型的可重复利用性及耦合边界处理的灵活性，进一步建立了复杂周期性板结构动力学分析模型。详细研究了周期板结构的带隙特性，为舰船减振降噪提供了新的研究思路。
　　将动刚度矩阵法建模思想推广应用到回转壳体结构的动力学建模问题中，提出了统一的回转壳体动刚度建模分析方法。分别将圆柱壳、圆环板及圆锥壳的位移形函数设为指数函数、贝塞尔函数和幂级数，推导了相应的动刚度矩阵。在结构边界处引入虚拟弹簧模拟弹性约束，提高了该模型边界条件的适用性。针对艇体内部肋板单元分布规律复杂和尺寸较大的特点，本文将肋板单元进行离散并利用圆环板模型描述，相比于传统的梁模型，圆环板模型描述大尺寸环肋结构更为贴切。
　　针对典型艇体结构，建立了大尺寸圆锥壳功口肋圆柱壳-圆锥壳耦合系统的动力学分析模型。得益于子结构动刚度矩阵可重复利用性和耦合边界处理的便捷性，该模型充分展现了处理复杂耦合模型时的优越性。在耦合壳体模型的基础上，进一步建立了螺旋桨纵向激励下轴系-艇体耦合系统动刚度矩阵分析模型。模型中将螺旋桨、轴系和止推轴承分别采用质量块、杆单元以及弹簧-质量-阻尼系统模拟，轴系与艇体之间采用止推轴承连接。通过与数值软件仿真结果对比，验证了耦合壳体以及轴系-艇体耦合模型的可靠性，并分析了系统参数对艇体振动响应特性的影响。最后，搭建了耦合壳体模型试验台架，通过模态试验和频响试验，从验证了本文建模方法的可靠性，并对试验结果进行了误差分析。