现代舰船为提高其隐身性能常采用一体化上层建筑设计,为满足各种实际需求如布置雷达等设备,需在上层建筑板架结构上设各种开口。结构开口改变了其原有振动特性,开口板与装载设备之间存在共振风险,针对这一问题,本文系统地研究了船舶一体化上层建筑开口矩形薄板结构的弯曲自由振动特性,为规避共振和优化结构设计提供理论参考。本文首先对复杂边界条件下中心矩形开口板的自由振动特性问题进行研究,引入区域划分思想,用改进Fourier级数形式表示开口矩形板的假定振型函数,运用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟复杂边界条件,并结合Rayleigh-Ritz能量泛函变分法,对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题,对不同边界组合不需重新推导公式,只需改变模拟弹簧刚度值即可,提高了计算效率。接着,结合工程实际,对任意位置矩形开口板的自由振动特性进行研究,分析了边界条件和开口位置对开口板自振特性的影响,并总结了规律。同时,对开口加筋板的自振特性进行研究,利用加强筋与开口板之间的变形协调条件,得到加筋开口板固有频率和模态振型,分析加强筋数量和尺寸对开口加筋板自由振动特性的影响,为改善船舶上层建筑加筋板的固有频率提供指导。最后将上层建筑开口板上搭载仪器(如舵角指示器等)简化为集中质量的形式附加在开口板结构上进行研究,结合集中质量与开口板之间的广义位移连续条件,求解附加集中质量矩形开口板振动特性问题,研究了集中质量大小和分布位置对整体结构自由振动特性的影响,为优化设备仪器布置提供参考。