介质受到瞬态载荷的局部扰动传播至介质其它部分这一简单事实逐渐发展成为一门颇具吸引力的学科——波的传播。本文将研究视角限定在受扰动时弹性固体介质中传播的机械波,其对应的扰动形式往往来自于冲击或者爆炸导致的脉冲载荷。当冲击作用时间与波通过结构所需时间处于同一数量级的时候,波的传播效应就非常明显。这种情况下,材料对外力的形变响应只能通过波传播的形式进行准确描述。机械波传播理论已广泛应用在结构损伤探测以及结构强动载荷下的瞬态响应分析当中。利用基于机械波的建模方法,对工程上常见的几种结构系统中由冲击运动引发的动力学问题进行研究,具体工作为如下几个方面:（1）变截面（非均质）杆轴向重复撞击行为关乎冲击钻进机构的工作效率以及分离式霍普金森压杆实验对式样的动态力学测试。一维纵波在变截面杆传播过程中存在入射、透射与反射原理。通过建立离散化的变截面杆轴向撞击模型,利用脉冲响应函数法,对以重复撞击和脱离为特征的变状态撞击过程中的撞击端参数预测制定一套求解方法。算例的计算结果演示了由机械波运动效应引起的由杆轴向不均匀动态变形直接导致的自发再接触行为,从而揭示了微秒计时间尺度上系统中潜在的自发重复撞击现象。（2）对于抛射体横向撞击张紧的带状膜结构,由于较低的碰撞速度,足够的预紧力,通过简化将其建立成线性的刚性抛射体—张紧弦正交冲击运动模型。该模型可作为车辆安全带拦截乘员躯干以及锁膜建筑结构抵抗外物侵袭的物理原型。基于带中纵向传播的剪切波,对中心以及非中心撞击条件下的系统响应进行了解析求解,并结合有限元仿真对参数影响下的动力学特性进行分析。对于中心碰撞,第一次分离之后,仅当织带—抛射体质量比接近1的时候,系统发生二次撞击。对于非中心碰撞,波传播的非对称性导致抛射体做平动与转动。小转动惯量或扁平状抛射体的摆动幅度更容易遭受显著的震荡。当织带被撞击点具有很大的偏心率且较短部分的带长非常小时,自碰撞发生起,抛射体迅速沿单一方向做出很大幅值的摆动。（3）安全带被公认为车辆中用来防止乘客被甩出并使其免遭与内饰发生碰撞以致伤亡的最有效安全措施。提升安全带的限制性能,例如降低乘客躯干前向位移和来自安全带的限制力仍具有较高的研究价值。文中采用简化的刚体-张紧弦撞击模型作为碰撞事故发生时躯干冲向预紧式安全带并与之相互作用的研究对象。在传统安全带模型基础之上,提出一种外部边界受控下可前后滑动的新式安全带模型。着眼于沿织带纵向传播的剪切波,引入一个向内和向外传播且同时到达原点的两个波在原点位移的叠加函数,通过分析该函数所应具备的特性来反求两个波,并对应给出应当输入的边界位移信号。理论结果表明,该控制方法可以同时降低躯干最大位移,最大限制力,相对于座椅靠背的反弹速度以及与织带相互作用的时间,且削减效果针对躯干—织带质量比较大,织带初始拉直角度、波速、冲击速度倒数三者相互乘积较小的情况尤为明显;该情况由于容易造成很大的最大前向位移和中等程度的最大限制力,因此加剧了乘客伤亡风险。结果还表明缩短控制输入滞后时间有利于以上指标的综合削减。解析计算与碰撞实验中关于躯干加速度结果的高度一致性证明了基于波传播控制方法的可靠性。（4）为研究连杆机构以及高速重载火炮协调器旋转副受冲击载荷时的瞬态动力学特性,建立了 Bernoulli梁—杆冲击模型,并在梁撞击点施加了上下限位边界条件来模拟旋转副。冲击和脱离的交替发生以及梁中弯曲波和杆中纵波的耦合效应会导致瞬态波以更为复杂的形式传播。针对撞击阶段和脱离阶段,瞬态波的传播以特征函数级数的波函数展开形式进行求解。数值计算结果揭示了若干由冲击引起由波传播直接导致的瞬态现象:子撞击,隐藏的高峰值撞击力,粘滞运动以及撞击丢失。利用ADAMS软件建立了刚体及刚柔耦合体火炮协调器模型,由于考虑了旋转副的3-D几何效应,以及销孔对销轴沿周向各个角度的位移限制,仿真结果显示撞击频率相对于理论模型对应的结果有所提高。间隙越大,子撞击撞击力幅值增加,但子撞击发生频率下降且持续时间减少。相对于刚体模型,柔性协调臂弹性变形能够减缓销轴和销孔的碰撞力,但能够增加构件的反弹速度和加速度。