随着结构设计制造要求的提高以及对结构运行服役状态监测等需求的不断提出,建模和仿真分析方法在工程实践的诸多环节中发挥着越来越重要的作用,目前已经成为学术和工程研究中继理论分析方法和试验测试方法后的又一个支柱性方法。虽然建模和仿真分析在各大工程领域中逐渐开始普及,并在部分领域中发布了相应的行业标准,但关于建模和仿真分析的研究还有很多关键问题有待进一步探索。作为工程结构中使用最为广泛的连接形式之一,螺栓连接在工程结构中起着连接零部件以及传递载荷等作用。在对含螺栓连接的结构进行建模和仿真分析时,被连接件以及连接界面的简化和等效处理引起的误差、误差在各层级结构模型中的传递与累积、被连接件以及连接界面特性的不确定性等都是影响分析结果的关键因素。因此,为了尽可能大的发挥模型在工程实践中的作用,采用合理的手段提高建模和仿真分析的精度并合理评估模型的置信度成为了当前研究的热门课题。本文以典型螺栓连接框架结构为对象,基于模型确认方法对该结构的动力学建模、模型修正、不确定性分析、响应预测、裕量与不确定性量化评估等进行研究。根据结构的组成关系将螺栓连接结构自上而下分层,分别采用实体单元和薄层单元对结构中的零件及连接界面进行表征,获得各层级结构的预修正模型。基于确定性情形下的模态试验结果,分别对零件结构模型的材料参数以及描述连接界面特性的薄层单元材料参数进行修正。建立了模态频率和模型参数之间的代理模型,并基于代理模型实现了各层级结构的模型修正,显著提高了模型修正过程的计算效率。通过基于两类模型修正后的结果以及计算效率的对比验证代理模型在模型修正的优越性。针对模态频率等对结构中局部连接参数不敏感以及模态参数识别过程中阻尼参数识别精度不高的问题,采用频响函数作为目标响应量修正了模型中的连接参数。研究了不同目标函数形式及频率点选择方式下模型修正过程的收敛性,表明采用共振峰区域外的频率点基于改进频响函数相关系数误差构造基于频响函数的模型修正目标函数能获得最优的结果。针对单一形式响应频响函数模型修正后预测未修正响应的精度问题,提出了联合多形式响应频响函数的连接结构模型修正方法,通过连接子结构的模型修正和修正后模型的检验,验证了方法的优越性。同时,针对基于频响函数模型修正计算成本较高的问题,提出了采用频响函数代理模型的模型修正方法,并基于实例验证了方法的可行性。针对结构试验测试和仿真分析中不可避免的不确定性因素,分别介绍了基于概率方法、区间分析方法和概率盒方法的结构动力学不确定性方法,研究参数不确定性在模型中的传递过程。根据不确定性分析结果,分别采用面积度量准则、区间重合度准则等评价仿真分析和试验测试结果之间的一致性。此外,对于模型中同时存在多类不确定性因素的多响应情况,提出了将马氏距离计算方法与面积度量准则相结合的方法,使该准则能够用于多响应情况下的确认评估。研究表明模型中的不确定性会导致结构响应表现出明显的不确定性,且参数的统计特性会决定响应的统计特征。在考虑不确定性因素的情况下,基于贝叶斯方法分别对螺栓连接框架结构中的零件模型的材料参数以及连接子结构模型中的连接界面特性参数进行修正,获得了各模型中不确定性参数的统计特征。在求取参数的后验分布时,采用差分进化自适应Metropolis算法的马尔科夫链蒙特卡洛抽样方法,该方法相比于其余的抽样方法具有收敛速度快、求解精度高等优点。经过对修正后模型的检验,表明采用该方法的模型修正具有较高的复现能力及预测精度。为研究模型表征结构整体动力学特性的能力,基于修正后零件的材料参数以及连接界面特性参数的统计特征,对螺栓连接框架结构的随机振动多响应进行了不确定性分析。针对模型中同时存在多类不确定性因素导致系统性能呈现概率盒的情况,提出了适用于概率盒情形的裕量和不确定性评估指标计算方法,并在考虑单一形式响应及融合多形式响应的情况下对螺栓连接结构系统进行了裕量和不确定性评估。此外,在考虑不确定性的情况下,基于裕量和不确定性评估置信因子计算的逆过程对不同响应情况下系统性能阈值进行了求解,为结构设计和结构状态监测中标准定义提供了借鉴。