反对称铺设复合材料圆柱壳结构具有两种不同稳定状态,可以通过机械载荷、智能材料或者温度场等外在驱动方式进行稳态之间的转变,因此被称为双稳态复合材料结构(Bi-stable Composite Structure)。双稳态复合材料结构具有轻质、承载能力优异以及可变形等特点,在航空航天的可变形机构和风力发动机叶片等诸多领域具有广泛的应用前景。当双稳态复合材料结构处于各种复杂的、极端的工作环境时,温度对结构的双稳态特性影响较大。目前,对于温度影响下反对称铺设圆柱壳结构的研究较少,限制了其在实际应用中的发展。本文采用理论推导、实验测试和有限元模拟等方法,研究了温度对反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性影响机理,得到了环境温度(整体温度场)、局部温度场以及温度梯度影响下圆柱壳稳态间相互转变过程、突变载荷和变形情况,并利用温度影响规律对结构变形进行了主动调控。最后,从宏观、微观角度对热暴露下双稳态结构变形特性进行了讨论和解释。主要研究内容和成果如下:1.在经典层合板理论的基础上,利用最小势能原理推导了温度影响下的反对称铺设圆柱壳结构的双稳态理论模型。在理论上预测了包括整体温度场和温度梯度的变化对反对称铺设圆柱壳结构的曲率的影响规律,并讨论了影响扭曲率变化的因素。2.采用实验方法,利用经改装的带有温控箱的拉伸试验机测试平台和自主研发的数字图像处理技术,得到温度影响下的反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的变化规律。研究表明:整体温度场温度的增加会导致圆柱壳各个曲率都发生相应的增加;第一稳态转变到第二稳态的突变载荷不断减小,第二稳态回复到第一稳态的突变载荷反而有所增加;当在圆柱壳局部区域加热时,对结构的稳态转变过程以及曲率产生影响。3.通过有限元软件模拟了整体温度场、局部温度场以及温度梯度影响下反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的变化情况,得到包括稳态转变过程的载荷—位移曲线以及两个稳态的曲率变化规律,计算结果与理论和实验结果较符合。温度梯度影响下的圆柱壳曲率变化特性的模拟结果表明:可以通过在圆柱壳上施加负方向的温度梯度来抑制由整体温度场导致的圆柱壳扭转变形的情况。4.利用恒温箱和拉伸试验机等实验测试平台,获得了不同温度、不同暴露时间后反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的变化情况。通过热暴露实验,得到了宏观尺度下稳态转变、曲率变化和微观尺度下碳纤维、树脂基底的变化情况。