在航空、航天、桥梁、汽车、机械等工程领域，十分关心结构的有效性，需要高强度和轻质量的结构材料。复合材料能很好的满足相应的要求，因此得到了广泛的应用。复合金属板材是应用比较广泛的一种复合材料，当它们受面内压缩、剪切、弯曲等载荷作用时，一种十分常见的失效模式为丧失稳定性，简称“失稳”或者“屈曲”。为了保证结构的使用安全，需要进行稳定性分析。目前，对于复合板均匀或线性压缩载荷下的稳定性分析已经有了大量的研究，但对非线性载荷下的失稳问题研究极少。而在金属复合板生产与使用过程中，承受的往往是非线性载荷。针对这一问题，本文将开展复合金属板材在非线性载荷下的屈曲行为研究。　　首先，本文考虑金属复合板材两边简支、两边自由的边界条件，通过设定相应的挠度函数，根据复合板材在小变形情况下的力学假设，得到了金属复合板材临界失稳情况下的变形能；通过引入判别因子来设定临界载荷模型，得到外力做功；根据能量守恒原理，推导了求解失稳判别因子的表达式。得到一套金属复合板材在非线性载荷作用下的失稳判别模型。　　其次，用类似的方法，基于大变形理论和屈曲后的能量最小原则，通过设定横向与纵向的位移函数，推导了金属复合板材后屈曲分析模型，并通过数值方法求得了屈曲后的浪高和浪宽等参数，以及屈曲后金属复合板材内部的横向与纵向应力分布，并对求解结果进行了分析与比较。　　最后，设计了一种研究板材失稳屈曲的实验装置，推导了施加不同分布力所对应的垫块厚度分布表达式；采用 InspektTable100电子万能拉伸试验机进行了金属复合板材失稳屈曲实验，将实验结果、相关文献结果与本文计算结果进行了对比，验证了模型的正确性。