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本文针对武器装药结构、航空航天结构等含螺栓连接复杂结构在撞击、跌落等载荷环境下的冲击响应与破坏问题,开展了数值建模、扩展有限元应用和实验技术研究,提出了螺栓连接结构的精细有限元建模技术及复杂结构冲击破坏的数值模拟技术。在此基础上,开展了某典型装药结构跌落条件下的冲击响应及破坏效应研究,研究方法和技术途径的合理性,保证了可靠的结构应力响应及破坏规律的获得。本文的研究,可为含螺栓连接复杂结构冲击响应与破坏研究提供数值手段和重要参考。针对含螺栓连接复杂结构冲击动力学响应研究的重要问题之一—高精度几何数值模型,开展了螺栓连接结构冲击响应的精细有限元建模技术研究。基于有限元前处理软件Patran的基本建模技术,提出了考虑螺纹连接几何特征的双导线建模方法,与已有的建模技术相比,该方法具有无需在螺杆上人为设置小孔或建立复杂的截面数学模型等优点,方法简单易于实施,能获得合理规整的有限元网格；采用对称罚函数方法处理螺纹的连接接触,应用指数型接触压力-过盈关系并结合数值试验确定相关接触参数,解决了螺纹连接类齿合性接触的计算收敛问题；采用直接在螺母一组相对的侧面上施加分布预紧力的方法模拟预紧力载荷的加载,与传统预紧力施加方法相比,本方法不仅简单易于实施,而且更与实际的预紧力施加方式相符合；针对含螺栓连接结构预紧力载荷与结构冲击载荷的静、动耦合问题,提出了结构的静动耦合计算方法。在精细有限元建模的基础上,开展了螺栓连接结构静力响应和冲击响应的数值模拟研究。首先设计了简单的口型螺栓连接结构,开展了预紧力矩为10N.m～70N.m七种工况下的静力响应数值模拟,以及小球3m和5.5m高度跌落撞击螺栓连接结构的冲击响应数值模拟,获得了螺牙及螺栓中的应力分布；与此同时,开展了相同加载条件下的实验研究。结果表明,在静力响应研究中,计算结果与试验结果的最小相对误差为0.5%,最大相对误差为4.8%。小球3m跌落撞击时,螺杆中部单元应力时程曲线,计算值与实验值相比,二者波形基本一致,幅值的最大相对误差为16.18%,脉宽的最大相对误差为16.36%。小球5.5m跌落撞击时,二者波形也基本一致,幅值的最大相对误差为19.79%,脉宽的最大相对误差为8.46%。由此可知,数值计算结果与实验结果吻合较好。针对含螺栓连接复杂结构冲击响应研究的另一重要问题—结构冲击破坏问题,开展了结构冲击破坏的扩展有限元建模技术研究。基于黏聚裂纹模型,应用扩展有限元及虚拟节点方法,结合有限元软件所具备的扩展有限元功能,研究并提出了结构冲击破坏响应的扩展有限元建模技术及实施方法。在此基础上,开展了含螺栓连接结构准静态拉伸断裂过程的数值模拟,获得了与实验相一致的破坏图像,实现了对初始无初始缺陷结构的裂纹起裂及破坏过程的数值模拟。此外,设计了三点弯曲实验,开展了不同子弹撞击速度下三点弯曲实验研究,获得了实验件的冲击破坏图像。并对子弹打击速度分别为12.2m/s、15.1m/s和26.3m/s时结构的冲击破坏进行了数值模拟研究,再现了结构的冲击破坏过程,分析了结构的冲击破坏规律,模拟结果与实验数据基本一致,实现了对含初始裂纹结构冲击破坏过程的数值模拟。最后,针对某典型含螺栓连接复杂结构,开展了跌落条件下冲击响应及破坏过程的数值模拟研究,计算获得了结构的冲击响应规律,以及与试验相接近的冲击破坏模式,表明本文的方法可实现对含螺栓连接复杂结构冲击响应及冲击破坏过程的研究。本文研究结果表明,通过建立螺栓连接结构的精细有限元模型,并采用扩展有限元方法模拟冲击载荷下结构的冲击破坏,能够实现对含螺栓连接复杂结构冲击响应的数值分析,并获得合理的结果。