智能结构能感知周围环境的变化,并针对这种变化作出适当的反应。由于这种优异的性能,智能结构被广泛应用在航天航空工程中,例如在航天器,航空器的振动抑制中的应用。压电复合材料是航空航天工程中的一种新型智能材料,具有良好的可控性能、强度高、刚度大和抗疲劳性能好等优点,在航天工程中得到了广泛的应用。作为一种智能结构,由压电板壳所制造的航天设备,可以根据压电材料自身的特点有效地控制本身的振动,因此,从这一点上来说,压电板壳对于保护航天设备和推动整个航空航天事业的进步具有十分重要的意义。而关于压电复合材料层合结构的动力学行为的研究又具有极为重要的理论和工程应用价值。本论文主要采用理论推导与数值模拟相结合的方法对压电复合材料层合壳进行非线性动力学行为分析,考虑高阶剪切变形和横向阻尼的影响,利用Galerkin方法、渐进摄动法和多尺度方法研究了压电复合材料层合壳的非线性动力学问题。论文的研究内容和主要成果有以下几个方面。(1)利用Hamilton原理,基于Reddy的三阶剪切变形理论和von Karman大变形理论并考虑横向阻尼的影响,建立了四边简支条件下压电复合材料层合壳在面内载荷和横向载荷联合作用的偏微分运动控制方程。在建立压电复合材料层合壳运动方程的过程中,采用了修正的Sanders几何关系式,并且在本构关系式中考虑了压电效应的影响。(2)从Hamilton原理推导的压电复合材料层合壳的偏微分运动控制方程出发,用二阶二阶模态,用Galerkin法离散,得到了带有二次非线性项,三次非线性项,参数激励项和外激励项的二自由度的运动控制方程。考虑1:1内共振和主参数、1/2亚谐共振的情况,利用渐进摄动法得到了压电复合材料层合壳的平均方程。基于平均方程,用数值方法研究了压电复合材料层合壳的非线性动力学行为,得到了压电复合材料层合壳结构运动的平面相图、波形图、三维相图和频谱图,并且分析了横向激励对系统的非线性动力学行为的影响。(3)从用Hamilton原理推导的压电复合材料层合壳的偏微分运动控制方程出发,选取另一种二阶模态函数,用二阶Galerkin法离散偏微分方程,得到了带有外激励和压电激励,二自由度的运动控制方程。考虑1:2内共振和主参数、1/2亚谐共振的情况,利用多尺度方法得到了压电复合材料层合壳的平均方程。基于系统的平均方程,用数值方法研究了压电复合材料层合壳的非线性动力学行为,得到了压电复合材料层合壳结构运动的平面相图、波形图、三维相图和频谱图,并且分析了横向激励以及压电激励对系统的非线性动力学行为的影响。(4)通过分析了不同模态下的压电复合材料层合壳系统的非线性动力学行为,发现无论是改变外激励或者是压电力的大小,压电复合材料层合壳的运动变化规律经历了倍周期运动→概周期运动→混沌运动的过程。外界激励的变化往往会在系统某一个振动方向上产生较大的运动形式的变化,而在另外一个方向上则相对变化较小,即激励对于系统不同模态产生了不一样的影响,这从另一方面说明了分析振动时考虑二阶模态振动的必要性。