圆柱壳结构是一类重要的承载构件,由于其具有的易于加工、耗材少、设计分析简单、力学性能好等优点,被广泛使用于高端装备的设计和制造中。近年来,随着我国现代化建设进程的加快,对高端装备的承载能力和服役环境正在不断提高,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出在航空航天装备、海工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备等八大行业实现中国制造新跨越。为实现该目标,多场耦合复合材料被大量应用于圆柱壳结构制造中,使其能够适应日益复杂的极端服役环境。该类多场耦合复合材料圆柱壳的动力性能分析是其设计的前提和基础,然而现有解析研究工作受到求解体系的限制,由广义位移函数（位移、电势、磁势）为基本未知量的振动和屈曲控制方程为高阶偏微分方程,只能依靠传统逆法或半逆法进行求解,解析解高度依赖假定函数形式,并且与圆柱壳其他参数无关,无法准确分析该类圆柱壳的振动和屈曲行为。为解决上述问题,以多场耦合复合材料圆柱壳为研究对象,对其在热、磁、电、弹性荷载作用下的振动和屈曲问题展开研究,建立该类圆柱壳自由振动和模态屈曲问题的哈密顿求解模型并推导相应的解析解,分析关键设计参数对自由振动频率和临界屈曲荷载的影响和作用规律,从而形成一种全新的适用于多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的直接求解方法。本博士论文的研究工作主要包括以下三方面内容:（1）建立了弹性、压电、磁电弹性复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的统一哈密顿求解模型。以同时包含广义位移函数（位移、转角、电势、磁势等）的原变量和广义内力函数（轴力、弯矩、广义电位移、广义磁感应等）的对偶变量为基本变量,利用哈密顿变分原理,将拉格朗日体系下振动和屈曲的基本方程转化为哈密顿体系下具有统一形式的振动与屈曲控制方程,使高阶控制微分方程转化为一组低阶常微分方程组,得到了多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲的控制方程。不同于传统逆法或半逆法,基于辛方法建立的哈密顿求解模型不需要通过假定函数进行求解,并且不受边界限制,推导过程严谨且求解过程理性。（2）获得了在热、磁、电、弹性荷载作用下的多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的解析解。在哈密顿体系下,多场耦合复合材料圆柱壳自由振动和屈曲问题直接归结为辛空间中的本征问题,自由振动频率/临界荷载和对应的振型/屈曲模态可以分别由辛本征值和本征解表示,从而分离变量法可以直接应用,获得以辛本征解级数展开形式表示的自由振动和屈曲问题的解析解。这里需要指出,辛本征解的形式与几何参数、材料参数以及边界条件相关,因此多场耦合复合材料圆柱壳的振动和屈曲问题的解析解具有多种数学形式,并且研究结果证明,传统逆法或半逆法的解仅为本论文解的一种情况。（3）分析几何尺寸、材料参数、边界条件、多物理场荷载等设计参数对自由振动频率和临界屈曲荷载的影响和作用规律,提出以外加磁、电、热、弹性耦合荷载对多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲的控制。研究结果表明,外加磁势、电压和温升显著影响多场耦合复合材料圆柱壳的振动和屈曲特性。自由振动频率和临界荷载随磁势的增大而增大,随着电压和温升的增大而降低。不同的分布方式和分布模型下,多场耦合复合材料圆柱壳的频率和临界荷载对磁势、电压和温升有着不同的敏感程度,合理选择上述设计参数可以实现该类圆柱壳自由振动频率和屈曲荷载的调控。