三峡升船机是当今世界上规模最大、技术难度最高的升船机。如此重大复杂的系统，安全可靠性是其设计的首要目标。由于国内缺乏大型升船机的设计、施工经验，三峡升船机委托德国设计联营体JV设计。在大比尺模型试验难以实现和工程实施经验相对缺乏的情况下，建立合理的整体升船机系统力学模型，进行升船机系统的动态力学性能和可靠性评价，可使升船机系统的设计建立在更为合理的动力设计方法基础上，并为我国自行设计大型升船机进行技术积累。　　 本文根据升船机系统最新设计，在整体系统力学建模、动力学校核、可靠性分析、虚拟样机仿真及系统模型试验相似律等方面进行了较为全面的研究，主要内容包括：　　 1.根据设计方案，建立了包含塔柱、承船厢、厢内水体、提升钢索、滑轮组、平衡重、驱动装置、导向装置等在内的升船机系统参数化流-固耦合有限元模型，通过求解大型特征值问题，研究了系统的自振特性与稳定性，并讨论了弹簧刚度、承船厢位置等模型参数的敏感性；　　 2.利用反应谱法与时程分析方法对升船机系统设计地震烈度下的动态响应特征进行了较为全面的计算分析。选用能较全面描述地震动随机特性的杜修力-陈厚群谱、达文波特风载荷谱作为输入，分析了升船机系统在地震、风载作用下的随机动态响应特征；　　 3.基于随机振动理论，采用首次超越破坏机制，以升船机系统关键设计位置的最大响应为可靠度界限值，研究了地震、风载作用下系统的时变动力可靠性，得到了系统关键位置的时变动力可靠度指标，并讨论了可靠度界限值的随机性对系统时变可靠度计算结果的影响；　　 4.建立了包含塔柱、承船厢、提升钢索、滑轮组、齿轮齿条、螺母柱-螺杆安全机构、同步驱动轴、液气弹簧、纵/横向导轨、平衡重等在内的升船机系统刚-柔耦合虚拟样机。通过求解系统非线性时变耦合方程，仿真实现了升船机系统承船厢的正常启动、运行、停止过程，并讨论了液气弹簧参数对承船厢启动、停止过程稳定性的影响；　　 5.针对升船机系统的关键动力学问题，研究基于不同试验目的进行升船机系统模型试验的相似律要求，得到了并探讨其适用性。　　 通过上述研究，对升船机整体系统的力学性能及安全可靠性进行了综合评价，得到了一些有价值的结果，可为全平衡垂直升船机系统的设计、施工和安全运行提供依据。