微胶囊涂层是由树脂基体、微胶囊囊壁及囊芯材料（功能材料）组成的智能复合材料,是一种新兴的一体化防护材料。因其具有功能可控、制备简便、生产成本较低和绿色环保等优点,已被各领域广泛使用。由于制备工艺的限制或特殊功能的需求,涂层基体孔隙或微胶囊损伤是微胶囊涂层常见的缺陷,也是各类含微胶囊涂层工程结构力学性能的重要影响因素之一。此外,防护材料服役环境的复杂,多物理场下含微胶囊涂层工程结构的力学响应更为复杂。基于此研究背景,本文对湿热环境下含孔隙微胶囊涂层工程结构的多场耦合响应进行了研究,主要的研究工作和创新性主要体现在:（1）建立了多尺度下含孔隙微胶囊涂层的力学模型,对传统的Mori-Tanaka模型进行了扩展,构建了微胶囊材料性能及几何参数与涂层性能的定量关系,为微胶囊涂层的跨尺度设计提供理论依据。建立了含孔隙微胶囊涂层金属圆柱壳的力学模型,推导了其厚度方向的耦合瞬态热传导和湿扩散控制方程,构建了湿热环境下层合圆柱壳的非线性运动控制方程,采用数值方法求解获得了层合圆柱壳的湿热力学响应。研究表明了微胶囊涂层的热传导比湿扩散速率快,且温度对其内部的湿扩散有明显影响;温湿度及微胶囊的几何参数对微胶囊涂层的热传导及湿扩散有利,而涂层基体孔隙的影响则相反;与微胶囊几何参数的影响相反,温湿度及涂层基体孔隙率与层合圆柱壳的非线性动态挠度幅值成正比。（2）提出了用完整微胶囊体积分数转变为涂层基体空洞体积分数方式表征涂层损伤的方法,实现了微胶囊涂层损伤的高效准确量化。建立了含孔隙损伤微胶囊涂层CFRR圆柱壳理论计算模型,推导了其厚度方向的非耦合稳态热传导和湿扩散控制方程,建立了湿热环境下轴向受压具损伤层合圆柱壳静态屈曲控制方程,确立了具损伤层合圆柱壳静态屈曲载荷与结构挠度之间的关系。研究发现了微结构损伤对层合圆柱壳沿厚度的温湿度影响最显著,而其他因素的影响次之;微胶囊几何参数对层合圆柱壳结构屈曲性能影响显著,而其他因素的影响次之;材料性能的差异导致温湿度在微胶囊涂层和CFRR基底界面处存在拐点,结构临界屈曲压缩载荷在二者间界面处存在“台阶”现象。（3）构建了面内预载荷作用下含孔隙微胶囊涂层金属双曲扁壳的力学模型,模拟了结构在遭受低速冲击作用时的真实受载情况。建立了含孔隙微胶囊涂层金属加筋双曲扁壳理论计算模型,推导了其厚度方向的非耦合瞬态热传导和湿扩散控制方程,建立了湿热环境下低速冲击作用预加载金属加筋层合双曲扁壳的非线性运动控制方程,采用数值方法求解获得了加筋层合双曲扁壳湿热场及非线性动力学响应。研究表明了温湿度及涂层基体孔隙率对加筋层合双曲扁壳的湿扩散和热传导影响显著,而其他因素的影响次之;金属基底性能、加筋壳几何参数和涂层基体孔隙率对加筋层合双曲扁壳无量纲中心挠度和正应力的影响显著,而其他因素的影响次之;面内初始拉伸载荷增强加筋层合双曲扁壳的抗冲击性能,而面内初始压缩载荷的作用则相反。（4）建立了含孔隙微胶囊涂层CFRR夹层双曲扁壳的力学模型,揭示了湿热环境等因素对结构非线性振动行为的影响。推导了含孔隙微胶囊涂层CFRR夹层双曲扁壳的非线性振动控制方程,采用数值方法求解获得了夹层双曲扁壳的非线性振动特性及动态响应。研究发现了温湿度、边长、碳纤维铺设角度及涂层基体孔隙率与夹层双曲扁壳的无量纲线性固有频率和非线性固有频率成反比,与无量纲非线性频率比成正比,而其他因素的影响则相反;微胶囊几何参数、夹层双曲扁壳几何参数、碳纤维铺设角度及涂层孔隙率对其非线性频率比影响显著,而其他因素次之;温湿度、边长、碳纤维铺设角度及涂层基体孔隙率与夹层双曲扁壳的无量纲非线性幅值成正比,而其他因素的影响则相反。（5）建立了一种新型的金属点蚀材料模型,获得了点蚀特征参数与材料性能间的定量关系,实现了点蚀金属层材料性能的精准量化。建立了含孔隙微胶囊涂层锈蚀金属截锥壳力学模型,推导了其厚度方向的非耦合稳态热传导和湿扩散控制方程,建立了湿热环境下含点蚀层层合截锥壳的非线性振动控制方程,采用数值方法求解获得了层合截锥壳的非线性振动特性及动态响应。研究表明了层合截锥壳几何参数及孔隙率对其非线性固有频率比的影响显著,而其他因素次之;温湿度、层合截锥壳几何参数和孔隙率与层合截锥壳的位移幅值成正比,而其他因素的影响则相反;点蚀层导致层合截锥壳的非线性频率比及位移幅值增大。本文通过理论推导和数值计算开展了湿热环境下含孔隙微胶囊涂层壳结构的动态响应、静力屈曲、低速冲击响应及非线性振动行为研究,探讨了多种因素对层合壳湿热力学响应的影响。本文的研究将促进微胶囊涂层非线性力学相关研究的发展,也将为微胶囊涂层的结构设计提供理论基础与支持,具有重要的科研意义和工程应用价值。