本文针对亚音速气流中具有不同边界条件的二维壁板的气动弹性稳定性问题开展理论和实验研究。本文考虑的三类壁板分别为:两端固定壁板(固支-固支,简支-简支、简支-固支)、(常规)悬臂壁板(固支-自由)及倒置悬臂壁板(自由-固支)。本文的主要内容如下:1.阐述了本文的研究背景、现状及意义。介绍了壁板气动弹性问题的相关理论,并指出现有理论在不同边界条件壁板受空腔效应、壁面效应、流体非理想因素及复杂流场等典型要素影响时的不足。2.针对两端固定的壁板,计及壁板的空腔效应,基于无粘无旋不可压缩势流理论分析了壁板的气动弹性失稳问题。首先,基于薄翼理论,采用镜像法模拟空腔的壁面效应,获得壁板上、下表面气动力表达式;其次,采用伽辽金法对系统进行离散,计算分析了系统的失稳边界,并获得了一种不同轴力、支撑刚度和弯曲刚度下快速判断系统临界失稳模态的方法。结果表明,提高壁板的轴力和支撑刚度能有效地提高失稳流速;考虑单模态失稳的理论计算结果与考虑多阶模态的理论解相差不大;壁板临界失稳速度对壁面效应并不敏感。3.针对流体中的非理想因素,引入等效粘性张力和湍流度系数来研究流体粘性和湍流对系统失稳特性的影响。基于空腔壁板模型,进行了计算分析,发现低雷诺数(R_e)下流体粘性较大,对壁板产生较强的增稳作用,会导致临界动压升高;而当雷诺数较高时则作用相反,当R_e>>2000时可以合理忽略粘性作用;理想层流状态时湍流度系数为C_p=1、ψ=0;当C_p恒定时系统的失稳临界动压随ψ的增大而增大,而当ψ取作定值时其随C_p的增大而减小。4.考虑粘性张力的作用,采用行波解计算获得常规悬臂壁板颤振失稳边界,并对常规悬臂壁板的颤振特性开展了风洞实验研究。研究发现,波数k=1.6π的行波解能较好拟合常规悬臂壁板失稳边界,但总体拟合度弱于伽辽金解,现有二、三维理论对小尺寸和小长宽比悬臂壁板拟合度较为理想,对于三维变形较大的悬臂壁板拟合度不高;端部夹持程度、材料特性(内阻尼等)和加工精度是影响实验精度的关键因素;实验中发现了悬臂壁板颤振的迟滞现象。5.针对倒置的悬臂壁板,首先采用升力线理论从理论上分析了无刚性壁面约束流场中倒置悬臂壁板的失稳临界速度;然后考虑刚性壁面约束对流场的约束影响,对倒置的悬臂壁板展开风洞实验研究,实验中设计了基于拉力测试而确定壁板失稳状态的等效测试方法。实验结果表明,本文的理论解与风洞实验吻合较好;刚性壁面的作用效应随着壁板与壁面之间距离的增大而迅速衰减;当两者之间距离大于1倍壁板长度后,壁面的作用可以合理忽略。