新型螺杆桩机是由海南卓典高科技开发有限公司、武汉理工大学、武昌船舶重工有限责任公司联合设计开发的一款新型旋入式打桩机。相对于传统的打桩机，该桩机不需要取土而且与土壤结合更为牢靠，备受市场欢迎。新型螺杆桩机钻杆装置是该桩机钻井系统中十分重要的装置之一，在桩机施工的过程中，由于振动冲击的存在，使得钻杆装置常常出现磨损、断裂等失效，造成巨大的经济损失。由于钻杆装置在下钻过程中要受到钻压、自身重力、扭矩、振动等各类载荷的作用，其动力学行为十分复杂。对钻杆装置的动力学特性进行研究，对于提高钻井效率、降低钻井成本、避免钻井事故、保证钻杆装置安全可靠运行具有十分重要的意义。新型螺杆桩机钻杆装置相对于传统的石油钻杆、钻柱有两大特点：长度短，长度相对于钻杆直径的比例小；外部结构复杂，顶部是带花键的花键杆，底部是一根螺纹杆。传统的钻杆、钻柱模态分析多采用管单元，本文考虑到研究对象外形结构复杂的特点，在分析过程中采用实体单元，分析更为接近实际情况，突出了复杂结构对分析结果的影响，精度更高，更具说服力。本文以新型螺杆装机钻杆装置为研究对象，对其进行动力学分析与动态设计研究，主要完成的工作如下：（1）基于ANSYS软件的二次开发平台APDL（ANSYS Parametric DesignLanguage）对钻杆装置进行参数化建模。（2）对钻杆装置进行模态分析，将钻杆装置工作过程中的振动分解为横向振动、纵向振动与扭转振动，并分析了钻杆几何尺寸（主要包括内壁厚度、螺纹杆长度、钻杆长度等）变化对模态的影响。（3）基于ANSYS软件对钻杆装置进行停机时间段的瞬态动力学分析，分析钻杆装置几何尺寸变化对振动的影响。（4）基于动力学分析的结论对钻杆装置进行动态设计，提出一款具有更好减振性能的钻杆装置。