显式动力分析在冲击问题中被广泛使用,因其处理大变形、断裂等高度非线性问题的能力较强。对于显式动力分析,计算使用的时间步长和网格量均会显著影响计算耗时。其中,时间步长将受到最小单元特征尺寸和材料参数的影响。最小单元特征尺寸通常由细小零部件所控制。采用简化分析模型代替详细分析模型,可有效的克服最小单元特征尺寸过小问题,同时还可以降低分析模型的网格量。螺栓是一类常见的细小零部件。在显式动力分析中,若不考虑螺栓影响,将过高的估计连接处的刚度,而考虑螺栓影响,又会导致最小特征单元尺寸过小,分析耗时过长。因此,螺栓的简化分析模型建模方法得到了工程领域的广泛关注。然而,现有的螺栓简化建模方法对于基于显式动力分析的冲击问题仿真并不适用。为此,本文在传统螺栓简化方法的基础上,提出了改进的面向显式动力分析的螺栓简化建模方法,并采用数值仿真分析、试验测试等方式,验证了所提出方法的有效性及可行性。本文主要研究内容如下:首先,面向LS-DYNA分析平台,提出了两种经典螺栓简化建模方法的改进,分别为:1)壳-梁耦合螺栓简化建模改进方法;2)梁-梁耦合螺栓简化建模改进方法。具体改进及解决问题为:1)引入接触梁单元、壳单元解决了梁单元与实体单元之间的接触问题;2)选用多段式梁单元解决了梁单元变形不精确问题;3)通过增大局部壳单元的刚度方式克服了应力集中引发的壳单元非正常变形问题。之后,基于准静态问题,对改进螺栓简化建模方法开展了数值仿真测试及试验验证,分别考虑了轴向拉伸载荷和横向剪切载荷。两组载荷模型下的数值分析和试验结果显示,所提出螺栓简化模型所获结果与详细实体模型及试验测试所获结果基本一致。该结果验证了所提出的螺栓简化模型的有效性与可行性。本研究中,为了提高分析精度,采用代理模型技术,基于Matlab开发了指数材料模型参数优化辅助程序工具。最后,本研究将改进的螺栓简化建模方法应用于冲击载荷分析。研究中,首先基于简单分析模型对比了不同撞击速度下的简化模型与详细模型。数值结果显示,对于变形历史、应力水平等工程常用结构响应,所提出简化模型均与详细模型结果基本一致。进一步的,为了验证简化螺栓建模技术应用于复杂模型的可行性,本文将所提出方法用于一台完整的航空发动机模型,开展FBO载荷分析。分析结果显示,简化螺栓建模技术既可保证计算精度,又可节省分析计算时间提高分析效率。因此,所提出的螺栓简化方法具有良好的工程应用可行性。