轻量化和低噪声是车辆设计过程中两个互相矛盾的设计目标,如何在轻量化约束下,针对地铁列车这种由铝型材、多孔吸声材料和层状内饰结构复合而成的车体结构开展声学设计,在实现车体轻量化的同时确保车内噪声性能满足设计目标,是目前需要解决的关键问题,具有非常重要的工程应用价值。本文针对地铁列车的轻量化声学设计问题,提出了包含“宽频段复合车体结构声学指标分解”、“复合车体结构轻量化声学设计”和“车内降噪效果评估”三个方面的车体轻量化声学设计方法。基于这一方法,以72 d BA作为车内噪声设计目标,以车体重量降低5%作为约束条件,以地铁列车的地板结构为例,对复合车体结构开展了轻量化声学设计。在实现车体轻量化的同时,有效确保了车内噪声性能优异。主要开展了以下几个方面的研究工作:（1）基于试验测试的方法,调研了明线线路上运行的车轮和钢轨表面状态良好的地铁列车的车内噪声水平,明确了车内降噪目标。采用统计能量分析方法,建立了车体部件隔声量参数化的地铁列车车内噪声预测模型,结合试验测试结果验证了模型的准确性,为开展复合车体结构的轻量化声学设计提供了基础。（2）基于多目标优化设计理论,结合车内噪声仿真预测模型,以参数化的车体部件隔声量为设计变量,以车内噪声设计目标为总指标,结合多岛遗传算法对车内噪声预测模型进行了优化设计,优化后得到了各部件在满足车内噪声设计目标时不同频率的最小隔声量,确立了车体各部件（地板、侧墙、顶板、车门、车窗等）的隔声量指标。（3）对由铝型材、多孔材料和层状内饰结构组成的复合车体结构开展了轻量化声学设计。建立了三种结构/材料的声学分析模型,包括基于正交各项异性板理论和混合FE-SEA法的型材结构声振特性预测模型、基于Johnson-Champoux-Allard模型的多孔材料吸声特性预测模型和基于传递矩阵法的层状内饰结构声振特性预测模型。基于这些声学分析模型和多目标优化方法,以质量降低5%为约束条件,以铝型材结构的刚度增大、三种结构/材料的隔声、吸声性能提升和振动声辐射性能降低为设计目标,结合多岛遗传算法对三种结构/材料开展了轻量化声学设计。（4）基于统计能量分析原理,将铝型材结构用等效板子系统描述,将弹性支撑结构用梁单元子系统描述,将多孔吸声材料用吸声属性的声腔子系统描述,将层状内饰结构用层状板子系统描述,考虑各层结构/材料在混响声源激励和力激励下的能量传递,建立了完整考虑三种结构/材料的复合车体结构声振特性预测模型。结合铝型材结构、多孔吸声材料和层状内饰结构的轻量化声学设计结果,对三种结构/材料的轻量化声学优化设计效果进行验证。基于地铁列车车内噪声预测模型,评估了复合车体结构轻量化声学设计对车内降噪效果的影响。本文研究工作可在实现地铁列车车体结构轻量化设计的同时兼顾车内噪声设计目标,为基于声学层面的轻量化设计问题研究提供科学依据和参考。