运载火箭的动力学特性是对其进行载荷计算、姿控控制和POGO分析的基础,对运载火箭的成功发射具有决定性作用,是运载火箭设计中的关键一环,具有重要的工程意义。运载火箭尺寸巨大、结构复杂,在其制造、安装和运输过程中会不可避免地产生不确定性误差,直接影响其动力学分析结果的正确性和可用性,因此对运载火箭进行动力学分析时考虑结构不确定性的影响是十分必要的。然而,直接获取其整体动力学特性是非常困难的,无论采取试验还是仿真手段都需要花费大量的人力物力。考虑到以上问题,本硕士论文采用模态综合法,研究了运载火箭各部段以及捆绑连接结构的不确定性对运载火箭整体频率的影响,并在此基础上开发了软件平台。模态综合法的使用显著降低了分析成本,软件平台为后续系列型号火箭的动力学特性分析提供了方便。本文主要工作内容如下:1)介绍了固定交界面法和自由交界面法的发展过程和理论内容,并通过实例说明了MSC NASTRAN中超单元分析模块的原理及其实现。然后参考目前较为通用的建模方式,建立了整体简化、局部精细的运载火箭动力学有限元模型,并对比了不同子结构划分方式的模态综合精度。2)研究了部件不确定性对整体动力学特性的影响。首先基于所建运载火箭有限元模型计算了关键位置的振型斜率,然后选取芯级主干和助推等代表性结构,通过修改其特定阶次频率,研究了不同子结构的频率偏差和整体频率偏差的关系。这项工作简化了结构不确定性影响的分析方法,对工程具有一定的指导意义。3)研究了主捆绑连接结构的不确定性对整体动力学特性的影响。采取“杆单元+球铰”的方式建立了主捆绑连接结构的有限元模型,并使用随机参数的方法对其不确定性进行描述,使主捆绑连接结构的材料属性在指定区间内均匀分布,通过Monte-Carlo方法得到的模态综合计算结果说明了其不确定性对整体频率的影响规律。4)通过PyQt程序包开发了模态综合软件LVSyn_SiPESC,将模态综合计算模块和结构不确定性影响计算模块固化。模态综合软件方便用户自主对结构进行子结构划分、选择模态综合分析形式等,界面高效简洁,实现了分析方法的流程化。