现阶段许多车辆,航空航天领域等部分构件,例如卫星天线和天文望远镜太阳能帆板、直升机的旋翼、柔性机械臂,船舶、航空、风电、汽车涡轮中发动机叶片,都可以看成主体为刚体,搭载附件为柔性体的刚-柔耦合动力学模型,这类结构都可以简化成中心刚体-等截面梁或者中心刚体-变截面梁系统,从而进行动力学建模仿真与分析。由于均质材料无法满足复杂工况或者实际需求,新型的功能梯度材料逐渐的代替传统均质材料成为相关工作人员的热门选择。本文根据多刚体系统动力学以及柔性多体系统动力学,对材料特性沿厚度方向呈幂律分布的中心刚体-功能梯度材料梯形梁-附加质量块系统在大范围运动已知和大范围运动未知的情况下,进行了相关的动力学建模理论的研究以及仿真分析,并对系统的固有频率及动力学响应进行了讨论。本文的工作内容主要有:1.根据高次刚-柔耦合动力学模型,考虑横向弯曲变形引起的纵向缩短项,即非线性耦合变形量的高阶项,对作大范围平面运动的考虑附加质量块的中心刚体-功能梯度材料梯形梁系统的建模理论进行了研究,采用假设模态法对变形场进行离散,运用第二类Lagrange方程,分别推导得出了功能梯度梯形梁和考虑转动惯量效应的附加质量块的刚-柔耦合动力学方程,方程两边分别相加即可得到整个系统的高次刚-柔耦合动力学模型。2.对做大范围运动的中心刚体-功能梯度材料梯形梁系统的固有频率进行了研究,得到了无量纲化的特征方程,研究了不同功能梯度材料指数、梁宽比、梁高比、梁长比条件下不考虑纵向变形和考虑纵向变形效应的无量纲横向弯曲固有频率。将附加质量块的贡献计及到无量纲特征方程中,研究了附加质量块的转动惯量比率,位置比率,质量比率对整个系统的横向弯曲固有频率的影响。其中转动惯量的影响虽然很小,但仍不可忽略。3.对中心刚体-功能梯度材料梯形梁-附加质量块系统进行动力学仿真,并编制动力学软件,得到大范围运动已知和大范围运动未知条件下有无附加质量块的功能梯度材料梯形梁的响应。研究表明功能梯度材料指数,梁宽比,梁高比,梁长比等都对系统的动力学响应有着很大的影响,在实际工况中应该综合考虑。