智能结构能感知周围环境的变化,并针对这种变化作出适当的反应。由于这种优异的性能,智能结构被广泛应用各种工程领域。压电材料结构作为一种智能结构,可以根据自身的特点有效地控制本身的振动,压电宏观纤维(MFC)是将压电陶瓷纤维嵌入树脂并与组合电极复合在一起的夹层结构复合材料。作为一种新型的智能压电材料,相比传统的压电材料,MFC具有性能高、灵活性好和可靠性强等特点,在对结构进行诊断检测、驱动变形以及振动控制等方面应用前景广阔,因此加强对含MFC智能压电材料的复合材料层合结构的动力学特性的研究,具有重要的理论价值和工程实际应用价值。本论文主要以含MFC压电智能材料层的四层正交铺设碳纤维增强复合材料层合板为研究对象,建立其动力学模型。研究碳纤维增强复合材料层合板和含MFC智能压电层的复合材料层合板的自由振动以及系统在面内载荷作用下的临界屈曲载荷、非线性动力学和混沌动力学响应。论文的研究内容有以下几个方面。(1)在一阶剪切变形板理论的基础上,通过在面内位移引入zigzag函数项,得到一种新的位移场,同时考虑机电耦合特性,得到含MFC智能压电层的复合材料层合板的本构方程,进而求出含MFC智能材料层的复合材料层合板的总势能、总动能和外力功以及MFC智能材料层的电势能。(2)根据所给定的新位移场,利用瑞利-里兹法和切比雪夫多项式,考虑机电耦合特性,分别求出含有压电宏观纤维智能材料层的碳纤维增强复合材料层合悬臂板在开路与通路两种电学边界条件下自由振动的固有频率,同时讨论不同铺层方式、宽厚比、长宽比以及不同的外电压状态下,MFC智能层对碳纤维增强复合材料层合板固有频率的影响。(3)基于所得的模态振型,根据拉格朗日方程,得到所研究系统的非线性常微分动力学方程,求出系统在线性状态下的临界屈曲载荷,并讨论多种边界条件下宽厚比、MFC的层数和通电电压对三种纤维铺层顺序的复合材料层合板临界屈曲的影响。(4)对受面内机械载荷作用下的、含MFC智能层的复合材料层合板进行了动态稳定性的研究。分析了三种纤维铺层顺序下静态参数、动态参数、通电电压以及MFC层数和位置对复合材料层合板不稳定区域的影响。(5)对三种不同铺层顺序复合材料层合板以及上表面含有单层MFC层的系统在通电与未通电两种情况下的混沌与分叉行为进行了分析。研究了含MFC智能层的复合材料层合板系统的动态分叉,通过相图、分叉图分析了系统各种参数对非线性动力学行为的影响及变化规律。