弹塑性动力时程分析耗时巨大,其中又以求解大型稀疏方程组耗时最多,可达80%以上。因此提升求解大型稀疏方程组的求解效率,是解决弹塑性动力时程分析耗时巨大问题的有效途径。目前应用于求解以结构刚度矩阵为系数矩阵的方程组算法还存在着效率不够高的缺点,本课题为解决这一问题,对基于异构平台的高层结构分析代数多重网格预处理共轭梯度(AMGPCG)并行算法进行了研究,通过多个算例验证了算法的准确性和高效性。本文主要进行了以下工作:基于高层结构总刚矩阵特征的AMGPCG算法优化平台搭建。AMGPCG法具备大幅提升结构有限元分析效率的潜力,但目前的AMGPCG法并不能直接用于结构有限元分析,需要进行优化。本文分析了AMGPCG法的特点,发现其求解过程依赖于矩阵的非零项分布模式,而结构总刚矩阵的非零项分布模式是结构有限元模型的构件、单元分布模式的映射。进一步地,分析了高层结构有限元模型及总体刚度矩阵特征,生成了构件、单元分布模式呈现某些规律的高层结构模型及其总体刚度矩阵,搭建了AMGPCG算法优化平台,为研究用于高层结构有限元分析的AMGPCG算法优化奠定了基础。面向高层结构有限元分析的AMGPCG算法优化研究。在算法优化平台的基础上,本文发现了部分参数对AMGPCG算法可行性与效率的关键作用,探究了高层结构某些特征对关键参数——松弛系数的影响,得到了矩阵规模对最优松弛系数没有影响等结论。发现了聚集粗化运用于高层结构有限元分析中的效率优于经典粗化,确定了多重迭代过程的光滑次数。将优化后的AMGPCG算法与传统算法进行效率对比测试,发现AMGPCG法不仅求解效率高,且求解时间与模型自由度的关系接近线性,十分适用于求解大规模问题。解决了AMGPCG算法用于求解以结构总刚矩阵为系数矩阵的方程组的可行性和高效性问题。基于异构平台的AMGPCG算法用于高层结构有限元分析的准确性和高效性验证。将AMGPCG算法集成到有限元分析程序中,优化了软件内部通信,形成了基于异构平台的AMGPCGFEM软件,利用软件完成了从模型解析到结果输出的完整过程,在目前已有研究中首次成功将AMGPCG算法完整地应用于高层结构有限元分析的整个过程中。该软件计算所得的结果与ABAQUS相差极小,且效率更高,验证了基于异构平台的AMGPCG算法的准确性和高效性。