功能梯度夹层结构是一种相对新型的夹层结构,这种夹层结构的提出主要是缓解传统夹层结构由于表层与夹心材料特性差别较大引起的层间应力和残余应力,特别是为了提高夹层结构在热环境中的力学性能。常用的功能梯度夹层结构可分为两类:具有功能梯度表层和均质夹心的A类功能梯度夹层结构,以及具有均质表层和功能梯度夹心的B类功能梯度夹层结构。现有文献的研究成果主要集中于单一载荷场作用下的弯曲和屈曲,以及不考虑温度影响的振动。事实上功能梯度夹层结构除受外部力载荷外,通常是在高温环境中工作,热-力耦合将不可避免地发生。本论文的主要目的是发展一个四变量板理论来分析热环境中两类功能梯度夹层板弯曲、振动和屈曲响应,并发展一个包含厚度拉伸效应的五变量板理论探究厚度拉伸效应对两类功能梯度夹层板热-力弯曲位移和应力的影响。本文的内容包括:首先介绍了夹层结构、功能梯度材料、功能梯度夹层结构等概念,对夹层结构力学行为的研究进展进行综述,根据其需要进一步解决的问题确定本文的研究内容。然后给出了两类功能梯度夹层板的体积含量及材料特性的表达式,分别基于四变量板理论和五变量板理论给出了夹层板几何方程,考虑热效应给出了准三维物理方程和空间问题物理方程,采用最小势能原理推导了夹层板弯曲问题的平衡方程,利用纳维解法求得四边简支边界条件下夹层板位移和应力的半解析解,探讨了厚度拉伸效应对两类功能梯度夹层板热-力弯曲位移和应力的影响。对于屈曲和振动,仍基于四变量板理论,给出了冯·卡门大位移几何方程,分别利用最小势能原理和哈密尔顿原理推导了夹层板屈曲和振动的控制方程,利用纳维解法给出了四边简支边界条件下临界屈曲载荷和临界屈曲温度、自由振动固有频率的半解析解。通过对比分析,证明了本文理论在分析功能梯度夹层板弯曲、屈曲和振动性能方面的可行性,同时与多于本文变量个数的理论相比,本文理论能够以较少的变量个数达到几乎相同的精确性,提高了计算效率。由于功能梯度夹层板热-力弯曲、屈曲,及热环境中振动方面的比较基准较为稀少,本文给出了几种载荷情况下、不同幂指数、若干形式的两类夹层板热-力弯曲挠度和应力的数值结果;给出了两类夹层板恰好屈曲时,力载荷和温度的关系;给出了两类功能梯度夹层板在不同温度下的一阶固有频率和高阶固有频率。此外,讨论了幂指数、几何尺寸、温度等参数对弯曲挠度和应力、临界屈曲载荷和温度以及固有频率的影响。最后,对全文的工作进行了总结,给出了一些结论及创新点,并提出需要进一步研究的方向。