结构动力学问题(如抗震动力分析与控制)具有广泛的应用领域，动力响应问题是结构动力分析的主要内容之一。另一方面，诸如大型结构动力分析、大型柔性空间结构的动力学问题、汽车高速碰撞的计算机仿真、复合材料结构的动力学及细观力学问题和流固耦合问题等等这类非线性问题由于计算规模巨大、求解复杂，在传统的串行机上无法得到满意的解答。基于各种并行计算机，一个新的学科分支——并行计算结构力学应运而生，并且得到了迅速发展。为适应计算大型结构的需要，并行计算在国际上的呼声日高。算法是计算固体力学研究的重点，目前并行算法和技术仍是其发展趋势，非线性问题是算法研究的集中点。 本文对求解结构动力响应问题的时间积分法及其并行算法的国内外现状进行了详细的综述，其中精细积分法开辟了新的求解思路，能够获得优于传统差分类算法的数值结果，使得非线性结构动力方程的高精度求解成为可能。精细积分法在实现上主要是矩阵向量运算，很适合于并行计算。当前，精细积分法的研究成果适合于自由度数较少的简单结构，而对精细积分并行算法的研究则限于线性结构。由于精细积分法的优点，研究者纷纷将其推广至非线性结构动力方程的求解，已经获得了大量的成果，研究工作仍在广泛开展中。精细积分法存在研究空间。 本文对精细积分法及其并行算法展开了广泛深入的研究，主要包括以下几个方面的内容： (1)研究了非线性结构动力方程的线性化方法。基于非线性部分分离方法，提出了精细积分隐式级数算法。该算法对时间步长不敏感，数值稳定性好，与相应的显式算法相比，相同条件下能采用较大的时间步长，从而加快时程积分，这对于大型结构的动力响应分析是很有意义的。算法的主要计算是矩阵向量运算，特别适合于并行计算。算例验证了算法的正确性和稳定性。 (2)将非线性结构动力方程求解的级数解格式引入到线性情况，在此基础上直接根据Taylor展开和矩阵指数函数的性质来计算指数矩阵，设计了结构动力响应分析的两种算法，时程积分公式仅包含一个稀疏矩阵，存储需求低。算法需要多次计算指数矩阵，但耗时可通过稀疏矩阵和并行计算获得补偿，而算法很适合于并行。算例验证了算法的正确性和有效性。 (3)针对精细积分粗粒度并行算法中处理器等待初值的问题，提出了时间步数不均衡分配的负载分配策略，以减少处理器的等待时间，算例表明能够节省总时间，获得更高的加速比。 (4)针对非线性结构动力方程不能采用粗粒度并行算法，提出了精细积分法的细粒度并行算法，该算法也适用于线性结构。对矩阵实施分布存储，存储需求进一步降低，能分析的结构规模更大。针对级数解格式的特点，进行适当的处理，能够缩短计算时间，文中对此也进行了研究，并给出了两种不同的算法。由于状态矩阵H的稀疏结构极不对称，在细粒度并行算法中按元素个数平均来分布矩阵H，实现了数据分配平衡，算例表明能够获得更高的加速比。对粗、细粒度并行算法的效率和适用范围等进行了深入探讨和对比，对影响其加速比的多种因素进行了详细分析和研究。给出的算例表明，粗、细粒度并行算法都具有很好的加速比和可扩展性。 (5)针对商业性有限元软件由于政治、技术上的原因无法在国产超级计算机上安装的问题，提出了基于系统集成思想的并行计算软件体系结构，即把占总时间绝对优势的系统方程组求解并行化，其余模块仍由串行有限元软件来完成，并实现并行计算程序和串行有限元软件的无缝集成；从而为超级计算机应用软件的开发探索了一条新的途径，拓宽了超级计算机的应用范围。基于MSC/Patran和Nastran实现了一个实例系统，并行计算程序实现了本文给出的并行算法和并行中心差分法，基于MPI，采用Fortran语言开发，给出了实现流程。该集成系统的实现，验证了基于系统集成思想的并行计算软件体系结构，也使算法应用更加方便。 (6)将精细积分并行程序应用于一个工程实例，应用开发出的软件对上海光源中心的建设场地进行微振动响应分析。为了方便验证，采用Nastran和中心差分法并行程序做同样的分析计算，并对三种计算结果进行了比较分析，对精细积分并行程序和中心差分法并行程序的求解时间做了比较，证明了精细积分并行程序的正确性、可靠性和有效性。