薄壁圆柱壳因其高效的承载能力被广泛应用于航天、化工等领域。然而,由于对各类缺陷的敏感度高,实际构件的轴压承载力要远低于理想结构的理论计算值,且分散性大。因此,在设计阶段应充分考虑初始缺陷的影响,准确预测出壳体的下限轴压屈曲载荷,以确保结构的安全运行。本文采用概率随机扰动载荷法及其改进方法,研究了均匀轴压和局部轴压下薄壁圆柱壳的下限屈曲载荷预测方法,研究成果可为类似工程结构的设计提供技术支撑。开展的主要工作如下:（1）基于BP神经网络提出了一种薄壁圆柱壳几何形貌重构方法。以重构效果指标(RMSE、R2和w_max)为评价标准,对比分析了该方法、支持向量机和双重傅里叶级数在还原几何形貌整体趋势和保留重要几何缺陷特征上的差异;同时开展了均匀轴压下薄壁圆柱壳的屈曲模拟研究,讨论了含不同基于BP神经网络重构几何形貌的圆柱壳模型在载荷-位移曲线和屈曲模态方面的差别。（2）建立了一种用于预测均匀轴压下薄壁圆柱壳下限屈曲载荷的概率随机扰动载荷法（PRPLA）。系统划分了缺陷类型,提出了基于BP神经网络重构的几何形貌与位置随机变化的单点扰动载荷（随机SPLA）叠加表征几何缺陷、通过蒙特卡洛模拟随机生成非传统缺陷的缺陷构造方式,编写了包括壳体自动建模分析和蒙特卡洛模拟在内的PRPLA全流程的ABAQUS二次开发程序;以三个系列壳体的实验数据和两个新试件的均匀轴压屈曲实验结果为基准,比较分析了多种预测方法的优缺点。研究表明,PRPLA具有较高的可靠性和广泛的适用性。（3）改进了PRPLA并应用于局部轴压下圆柱壳的下限屈曲载荷预测。初步研究发现局部轴压载荷特征和几何缺陷特征对壳体局部轴压承载力的影响无明显规律且随机性大,PRPLA不适用于局部轴压工况,因而对PRPLA做了如下改进:（1）将边界条件改为局部受压,（2）随机SPLA改为两点扰动载荷法,（3）引入局部轴压载荷移动的影响。由此建立了可用于局部轴压工况的预测方法PRPLA-P。开展了两个含不同载荷分布角的局部轴压圆柱壳试件的下限屈曲载荷预测研究,分析了预测值与实验值间的差异。结果表明,PRPLA-P具有较高的预测精度。