随着我国现代工业的发展,各种大型装备层出不穷。这些装备往往不能整体锻造成型,一般需要通过连接结构进行组装。螺栓连接结构具有易于拆卸、使用方便、可靠性高等优点,被广泛应用。螺栓连接系统在不同的载荷环境下表现出不同的力学特性,如何进行螺栓连接系统建模及研究其对整体结构动力学行为的影响是当前研究的重要课题。在上述背景下,开展螺栓连接结构动力学数值分析方法研究,对具有螺栓连接的组合结构装备安全性和可靠性具有重要意义。本文针对螺栓连接结构动力学进行了如下研究:首先,基于Iwan数学模型进行螺栓连接系统建模,并探讨了其自由振动和周期载荷作用下动力学特性。将螺栓连接系统简化为单自由度系统,建立系统动力学方程,针对螺栓连接结构界面非线性滑移行为进行模拟,并使用谐波平衡法和四阶龙格-库塔法求解在初始滑移条件下系统的自由振动响应和周期荷载作用下的稳态响应。进一步,对系统进行不确定分析,采用Monte carlo方法研究了滑移刚度随机性对系统响应的影响。其次,建立了大接触面积螺栓连接板等效线性模型,并进行了结构在随机载荷作用下响应的统计特征分析。采用锥堆法和阵列弹簧模拟螺栓接触区域和板间接触区域,建立组合结构等效线性分析模型,并基于模态信息进行螺栓布局设计以达到控制结构整体频率的目的。利用二自由度模型验证了虚拟激励法与商用有限元软件结合分析复杂结构随机振动问题的正确性和可行性,在此基础上开展了大接触面积螺栓连接板随机振动问题研究。最后,以船用低速机贯穿螺栓为研究对象,开展了其在动力荷载作用下的疲劳问题研究。考虑工作载荷作用下低速机整体动力学响应,提取贯穿螺栓受到的局部复杂荷载作为力边界条件。建立实体贯穿螺栓三维有限元模型,进行复杂载荷作用下贯穿螺栓显式动力学分析得到应力时程响应,进而分别利用Fe-safe软件和非对称循环应力下最小应力不变计算法进行疲劳寿命估算和强度校核,以确保满足工程需求。