在动力机械工程领域中,动态响应优化一直是重要的研究方向,动力机械结构的动态响应分析能够真实反映动力机械的运动状态。由于动力机械系统结构复杂,系统动力学方程求解精度和求解效率方面存在问题,为了解决该问题,本文提出基于等几何分析的动力机械系统动态响应分析和优化。等几何分析法是一种非常新颖的数值计算方法,它的核心思想是利用NURBS基函数对系统响应进行插值。虽然等几何分析法已经应用于许多领域,但是在动力机械系统的动态响应分析优化方面发展还不是很成熟。本文主要解决如何利用等几何分析法进行动力机械系统的动态响应分析和优化。首先将等几何分析与模态叠加法结合进行动力机械系统动态响应分析,利用模态叠加法解耦动力学方程组,基于等几何分析法对独立的单自由度动态响应进行分析,将所有自由度的动态响应叠加起来,最终获得了动力机械系统的动态响应。其次,采用等几何分析法直接对动力机械系统动力学方程组进行分析,并与关键点法、GLL点法以及等距离法结合分别处理约束条件,通过引入人工设计变量进行动力机械系统动态响应优化。针对动力机械系统的动态响应问题,提出将一般的结构动力学控制方程组从物理坐标转换到模态坐标,使得结构动力学方程组包含的每一个方程成为相互独立的方程;从Bubnov-Galerkin原理出发,将动力学控制方程解空间离散为NURBS基函数的线性组合,并表示为线线方程组;采用统一形式表示狄里克莱条件、诺依曼条件和洛平条件,利用总刚度矩阵和总载荷向量的特点,将边值中的未知微分值用已知初始条件表示,并吸收到总刚度矩阵和总载荷向量中。作为理论基础研究,通过计算分析单自由度质量弹簧阻尼系统、多自由度弹簧阻尼系统、悬臂梁振动和柴油机动力传动系统的自由振动分析等实例,验证了该方法的可行性。动态响应分析中涉及到的一阶微分方程组是有一般的结构动力学控制方程转化而来,其中包括初始条件的转化;将一阶微分方程组进行参数域转化,将其转化为NURBS基函数的参数域为[0,1];将Bubnov-Galerkin原理和等几何分析的思想结合,把一阶微分方程组转化为积分形式,并对其进行分部积分,再用Gauss-Lobatto求积公式将一阶微分方程组表示为矩阵形式;在动态响应优化中,引入人工设计变量,改善优化模型的性态,稳定优化迭代过程;采用关键点集法和GLL(Gauss-Lobatto-Legendre)法处理及等距离点法处理的动态响应约束。利用不同自由度的算例,例如线性单自由度吸振器最优设计、线性两自由度减震器最优设计等算例实现动态响应优化设计。