复合材料的应用能力代表着一个国家高端制造业的科技水平,指引着现代工业的发展方向,而薄壁结构由于设计方便、制造加工容易、应用场景丰富、工作性能良好等突出优势成为复合材料的主要利用形式。但由于复合材料的各向异性和不均匀性,以及薄壁结构的复杂力学响应特性,复合材料力学理论的发展和工程应用存在各种各样的研究难点,造成现有的复合材料力学研究主要集中在简支、对称、正交铺设的结构,而缺乏一般铺设层合结构的研究。屈曲和热屈曲问题是薄壁结构稳定性的重要评估性能,而复合材料本构关系的复杂性进一步增加了稳定性问题的研究难度,但复合材料压力容器、复合材料管道等薄壁结构的稳定性又对系统的安全运行至关重要,因此,论文对复合材料薄壁结构的屈曲及热屈曲问题展开深入研究具有重要理论意义。论文首先对复合材料层合薄板的屈曲问题进行了理论研究,以经典板壳理论为研究基础,引入两端固支梁的振型函数为位移近似函数,推导得到了临界屈曲载荷的理论计算公式,与ANSYS有限元数值解吻合较好,最大相对误差不超过7%。板的临界屈曲载荷随长宽比、铺层数的增加而增加,而刚度耦合效应随铺层数的增加而减弱。将临界屈曲载荷理论公式逆向推导,得到层合板铺层数的设计计算公式,以3D打印PLA材料的试验实测力学参数及文献参数进行了实例计算,体现了计算公式的可靠性。然后,对外压载荷下的复合材料圆柱壳屈曲进行了研究。考虑剪切作用,采用承受横向剪力的两端固支梁形函数为位移近似函数,完成了理论临界屈曲外载荷计算公式的推导,理论解与有限元数值解吻合良好,最大误差7.48%。与文献现有理论进行对比可知,考虑剪切作用的理论方法可以进一步提高计算精确度。圆柱壳临界外压载荷随着厚径比的增加而增加,拉弯耦合作用则在铺层数增加时逐渐减弱,失稳波数的差异则是由于理论解与ANSYS数值解所采用的数值方法不同以及边界条件的影响导致的。最后,对复合材料薄壁壳结构在热载荷作用下的稳定性进行了理论研究。论文采用多模态两端固支梁的形函数模拟两端固支圆柱壳的屈曲波形,对在均匀温度场下的临界屈曲温升进行了理论推导,得到了精确的临界温升计算公式,理论解与数值解误差较小。薄壁圆柱壳的临界屈曲温升随着厚径比、铺层数的增加而增加,而长径比对屈曲的影响较小,所开发的临界载荷理论公式具有设计应用价值和参考意义。