航天器空间对接过程中，两航天器相对速度和接触作用点存在着较为明显的不确定性。尤其在当目标航天器与追踪航天器之间存在较大的相对接触速度，且处于相对不利的接触位置时，对接机构产生的接触碰撞力有可能对结构性能影响较大，过大的碰撞接触力将造成结构强度的破坏。因此，在航天器空间对接过程中，开展结构的动力学分析和可靠性研究具有重要的意义。本文的内容主要包括以下几个方面，即1）采用接触碰撞动力学有限元理论，模拟空间对接中两航天器对接机构的受力过程。将主动捕获环设为目标器，被动捕获环设为追踪器，给出两航天器接触碰撞时的结构动力方程。结合Newmark法，得到在每个时间点上导向瓣的位移响应和应力响应。同时，考虑到空间对接中接触碰撞作用点的随机性，采用两次网格划分的方式，给出导致对接结构破坏概率最大的接触作用点位置。2）针对接触碰撞问题，开展对结构随机响应的理论分析。基于Newmark法，并结合Taylor展开随机有限元理论，对两航天器空间对接中随机结构响应的数理统计问题进行了理论推导，从而给出了在随机动载荷的作用下，随机结构响应的均值和方差。3）将航天器空间对接机构中存在的物理参数与首次接触碰撞作用力同时作为随机变量，不仅考虑到导向瓣和捕获环结构存在着材料参数的不确定性(如弹性模量和密度等)，而且考虑到空间对接中作用载荷的不确定性。结合基于Newmark法的Taylor展开随机有限元理论，给出航天器空间对接在首次接触碰撞中,随机导向瓣结构响应的均值和方差。采用首次超越理论，得到空间交会对接中随机导向瓣结构的动力可靠度。最后讨论了航天器空间对接中各随机变量对结构动力可靠度的贡献，以及不同变异系数对该随机结构动力可靠度的影响。