圆柱壳构件结构简单且具有良好的承载能力,特别是由复合材料制成的层合圆柱壳结构被广泛应用于工程领域,如航空发动机机匣、燃气轮机盘鼓组合式转轴、飞机机体等使用了大量的圆柱壳结构作为主要结构件。圆柱壳结构的力学特性影响着航空发动机、燃气轮机、飞机的工作性能,要求不发生超过极少可能概率的危险性影响,且必须达到并保持特别高的结构完整性。但目前对复杂边界条件下壳体动力学特性还有许多科学问题亟待解决,特别是复合材料与粘弹性阻尼层合结构振动形式与响应特性复杂,导致对于复合材料层合壳体动力学行为认识不足,严重制约了工程技术人员对复合材料壳体构件设计的准确性与可靠性。因此,深入开展复杂边界条件下壳体构件的动力学特性与响应特性研究,并针对具体的振动故障采用合理的粘弹性阻尼层合结构以抑制壳体构件的振动、减少振动疲劳损伤、提高构件使用寿命是目前所面临的紧迫挑战。本文在国家自然基金项目的支持下,通过解析建模、实验研究与有限元仿真等手段相结合,深入系统研究了层合圆柱壳的动态力学特性、行波特性及其非线性冲击载荷作用下的响应特征研究。取得的主要成果有：基于Donnel壳体理论和复合材料结构均匀化理论,针对以机匣与转动构件为代表的复合材料层合圆柱壳动力学分析需求,提出以人工弹簧模拟边界载荷,并采用Schmidt变换构建的正交特征多项式函数族作振型函数,创新性地提出了弹性支撑边界下复合材料层合圆柱壳力学模型,完善了复合材料层合圆柱壳分析方法。研究结果表明,本文提出的方法具有很好的精度和收敛性,既能实现传统边界条件如简支、固支、自由、剪切边界壳体动力学特性分析,又可以通过调节边界弹簧刚度模拟任意支撑边界。基于此方法系统研究了在连续变化的边界支撑刚度、转动角速度、偏轴刚度以及圆柱壳结构参数等共同作用下复合材料圆柱壳动特性变化规律。针对粘弹性阻尼层合薄壁圆柱壳动力学分析的需求,在明确了粘弹性复合材料结构的阻尼特性、本构方程及计算力学模型的基础上,通过引入约束层、粘弹性阻尼层与基层的变形协调关系,缩减了方程变量数目,提出了弹性支撑边界粘弹性阻尼层合薄壁圆柱壳动力学建模方法。采用模态实验、ANSYS有限元仿真的结果验证本文方法的收敛性与准确性。重点研究了不同边界条件与环向波数,特别是弹性支撑边界连续变化对层合粘弹性阻尼薄壁圆柱壳固有特性与阻尼特性影响规律。在盘鼓组合转轴简化模型的基础上,建立了旋转薄壁圆柱壳结构在非线性冲击激励下振动响应的解析模型。基于模态测试与有限元仿真分析了原理性试验件的振动模态,对本文提出的解析算法获得的力学模型进行确认。随后,结合解析分析、实验测试和有限元仿真计算,分析了不同接触刚度、转速对壳体非线性碰摩载荷作用下振动响应的影响规律,发现了低转速下非线性碰摩载荷对薄壁圆柱壳共振触发现象与演化规律,系统阐述了由碰摩力产生的倍频成分对薄壁圆柱壳高频振动诱发原因。最后,采用试验手段研究了采用不同的粘弹性层合圆柱壳结构形式抗碰摩载荷能力。通过本文的研究,突破了复杂边界与复杂载荷作用下层合薄壁圆柱壳动力学建模方法,明确了边界条件与复合材料结构参数对层合薄壁圆柱壳振动行为的影响规律,为新型复合材料层合圆柱壳结构件的主动设计与排故提供了理论支撑。