本文以运载火箭新型刚性包带连接装置为研究对象,系统研究了刚性包带在升温安装与降温预紧过程中的热力联合作用问题、轴向承载过程中的结构静力学问题和刚性包带分离-捕获过程中的动态响应问题,较全面分析了安装位移、结构刚度和接触面摩擦等关键因素对结构相关静动力学特性的影响规律,并对刚性包带连接装置进行了截面结构参数优化。主要研究内容如下:1)针对刚性包带装置的升温安装过程,开展了此过程中的热力学特性分析。基于刚性包带装置的结构组成和工作原理,建立了热力学特性分析的非线性有限元模型;基于该模型分析了安装过程中刚性包带装置的温度和应力变化;研究了包带接头结构刚度、界面摩擦和强迫安装位移等因素对包带安装力的影响规律。2)针对刚性包带装置的降温预紧过程,开展了包带预紧力变化的数值分析和试验研究。基于所建立的有限元模型,分析了端框边界约束等因素对预紧力的影响规律;通过试验测试,验证了有限元模型和数值分析结果的正确性;提出并分析了不同安装方式对刚性包带降温预紧特性的影响规律,研究了界面摩擦对包带预紧力均匀性的影响。3)针对刚性包带装置的轴向承载状态,分析了刚性包带装置的力学响应分布规律,优化设计了刚性包带装置的结构。在恒定轴拉静载均布条件下,分析了包带连接结构的强度和刚度特性;建立了刚性包带二维轴对称分析模型,并采用多岛遗传算法进行了刚性包带装置的结构优化设计,提升了整体连接性能。4)针对刚性包带装置的分离捕获过程,基于显式非线性动力学分析方法,开展了刚性包带装置分离与捕获过程中的动力学响应分析。建立了刚性包带装置非线性动力学有限元模型;分析研究了刚性包带装置分离和捕获过程中的运动规律,并针对包带分离和捕获过程中的解锁时间和预紧力大小开展了较深入的研究,进而获得刚性包带的分离捕获规律。论文研究揭示了运载火箭新型刚性包带连接装置在升温安装、降温预紧、轴向承载和分离捕获工况下的力学特性和运动规律,研究成果可为刚性包带连接装置的研制和工程应用提供一定的技术参考和理论依据。