缩比模型试验作为获取运载火箭全箭动特性的一种重要途径，具有高效、低成本和低技术风险等优点。然而，将传统相似方法应用于运载火箭缩比模型设计时，存在多种局限性，特别是无法处理细小尺寸难以缩尺的相似畸变问题。对此，论文首先提出了适用于研究复杂结构相似性的离散相似法，并将该方法作为全文理论框架；然后，应用离散相似法推导了加筋圆柱壳动特性完全相似关系；进而，针对蒙皮壁厚和筋条截面参数引起的两种相似畸变问题，依次提出了能量相似修正法和等效相似法，推导了考虑相似畸变的相似关系式；最后，以运载火箭整体梁单元模型为研究对象，推导了其动特性完全相似关系，分析了捆绑连杆截面尺寸引起的相似畸变问题，提出了相应的解决方案。全文研究过程中通过全面的数值仿真和部分试验对所提出的各相似方法和所推导的相似关系进行了验证。
　　全文主要研究内容如下。
　　提出了适用于分析复杂结构动特性相似的离散相似法。针对运载火箭中复杂精细结构无法完全缩尺的问题，以相似总分特性为理论基础提出了离散相似法，推导了一般结构无阻尼自由振动特性相似关系并进行了简化，最后分析了所提出离散相似法的优点。
　　利用离散相似法建立了加筋圆柱壳动特性完全相似。从平面壳单元动特性相似关系出发，利用离散相似法建立了圆柱壳动特性的两种部分相似关系；进而，通过联立两部分相似关系并限制筋条截面为矩形，得到加筋圆柱壳动特性完全相似关系；最后通过数值仿真验证了相似关系和离散相似法的正确性。
　　提出了解决加筋圆柱壳蒙皮壁厚相似畸变问题的能量相似修正法。在加筋圆柱壳完全相似关系的基础上，分析了蒙皮壁厚相似畸变问题；通过数值算例分析总结了相似畸变规律和伴随的尺寸效应现象，利用应变能比揭示了其内在机理，进而提出了能量相似修正法并对该相似畸变影响进行了定量修正；最后通过数值仿真验证了所提出能量相似修正法的正确性。
　　提出了解决加筋圆柱壳筋条截面参数相似畸变问题的等效相似法。在解决了蒙皮壁厚相似畸变问题的基础上，进一步分析了筋条截面参数相似畸变问题；通过三类等效性分析提出了等效相似法，进而应用该方法：在壳式模态动特性相似方面，推导了在能量相似修正法基础上需补充的筋条截面参数相关的相似关系式；在整体模态动特性相似方面，建立了等效准则并推导了动特性相似关系。其中，对两方面推导的相似关系均进行了数值算例验证。
　　基于所提出的离散相似法和等效准则，对运载火箭整体动特性进行了相似研究。以运载火箭梁单元模型为研究对象，利用离散相似法和所推导的等效准则，推导了梁单元拉压、弯曲和扭转等三种非耦合模态的相似关系，进而建立了火箭梁单元模型的整体动特性相似关系；分析了由捆绑连杆引起的相似畸变问题并提出了解决方案；对某串联式和捆绑式火箭原型分别设计了缩比模型，通过数值仿真和试验进行了相似性对比，验证了所推导相似关系式以及相似畸变问题解决方案的正确性。
　　综上所述，本文建立了较为系统的运载火箭结构动力学缩比模型设计方法体系，研究具有重要的理论研究价值和工程实际意义。