本文研究了基于等几何分析和绝对节点坐标的柔性多体系统动力学及其设计灵敏度分析。等几何分析是一种新型的有限元分析方法。不同于传统有限元分析,这种方法将几何建模与有限元分析统一于同一种几何描述框架下,能够直接在NURBS几何体上进行有限元网格划分,得到精确的有限元分析模型,有着传统有限元方法难以比拟的优势。为了将这种方法扩展至柔性多体系统动力学研究领域,本文提出了一种基于Green-Lagrange应变张量方法,使等几何分析方法适用于解决柔性系统大转动、大变形相耦合的问题。在此基础上,提出了一套基于连续介质力学的柔性多体系统等几何分析方法,研究了方程组中各部分的具体形式及计算方法,并通过数值算例验证了所提出方法的可行性。这套方法对于扩展柔性多体系统动力学分析的建模方式,改善前、后处理过程的效率以及提高动力学分析计算的精度有着重要的意义。绝对节点坐标也是一种新型的有限元分析方法,这种方法的最大特点就是采用全局斜率作为节点变量。本文运用这种方法研究了柔性多体系统动力学,尤其是研究了大范围运动与变形相耦合的问题,通过算例验证了这种方法的可行性。并与等几何分析进行了比较,分析了两种方法在进行有限元分析时的异同,这对于在不同情况下选择适当的几何描述方法有着重要的意义。在动力学分析的基础上,研究了与系统优化相关的柔性多体系统设计灵敏度分析。系统研究了有限差分法,直接微分法和伴随变量法等设计灵敏度分析方法,并分析了其各自优缺点。重点研究了柔性多体系统的设计灵敏度分析,提出了一种基于绝对节点坐标和连续介质力学的柔性系统灵敏度方程的组装方法。避免了使用符号微分方法推导系统灵敏度方程的繁琐过程,大幅提升了构建及求解系统灵敏度方程的效率。通过数值算例,对比了有限差分法以及运用所提出方法修改后的直接微分与伴随变量法。结果表明,直接微分法在系统方程构成、数值计算效率和精度等方面均优于其他两种方法,大大增强了直接微分法在基于绝对节点坐标的柔性多体系统灵敏度分析及优化过程中的应用价值。此外,本文也对多体系统动力学方程组形式及其数值积分方法进行了研究。对常见的六种隐式积分方法从全局收敛性、能量耗散、违约稳定以及计算效率等方面进行了综合对比分析。研究结果对于在不同情况下选择适当的数值积分方法十分有益。