纤维金属层合板越来越多的被用于飞机、汽车、航空航天等领域,其使用的安全性是必须考虑的一个问题,复杂作业环境下其热力响应的研究变得十分有必要。因此,湿热环境中纤维金属层合板的传热模型、力学行为本构模型及其热力响应等具有重要的研究意义。本论文的主要研究工作包括以下几个方面:（1）基于热传导理论,对三维瞬态热传导偏微分方程各个量进行详细地分析,首先通过合理假设对有限域内移动热源引起的温度演变进行建模,然后对均匀分布和高斯分布的平面热源引起有限薄板的温度演变进行分析,最后从激光速度和薄板长宽比等多角度对薄板的温度响应进行了探究。结果表明:同等热输入且不发生相变的条件下,高斯分布热源的最高温高于均匀分布热源;两种激光热源的最高温度皆发生在激光中心后面,并且强烈依赖于激光扫描速度,且高斯分布激光的最高温较之于均匀分布热源有所滞后;激光作业实际上局限于加热区域,在横截面积以及厚度方向具有较小的扩散。（2）基于能量守恒原理,首先建立了纤维金属层合板（Fiber Metal Laminates,FMLs）的三维瞬态热传导微分方程,获得与之对应的温度场;随后基于层合板的弹性理论,建立了纤维金属层合板的非线性运动控制方程;最后基于本文提出的激光加工模型,通过算例研究了激光功率以及模型的相关计算参数（层合板材料、纤维铺设角度等）对FMLs的热力响应的影响。结果表明:FMLs结构中面点无量纲挠度w*的幅值随着激光功率q₀的增加而增加,纤维取向对FMLs结构中面中点无量纲位移u*、v*和w*时程响应的影响规律各不相同,纤维取向很大程度影响着层合板的力学特性,但纤维取向不影响FMLs结构的振动频率。（3）对于给定湿热环境下的三维瞬态温度场和湿度场,首先导出FMLs结构对应的本构方程并建立其运动方程,然后利用有限差分法和Newmark法求解动力学平衡微分方程,最后分析了纤维种类、纤维排布角度和湿度系数对FMLs结构的挠度、法向正应力和剪切应力的影响。结果表明:FMLs结构中面点无量纲挠度w*的幅值随着FMLs结构面内尺寸比a/b的增加而减小;整体上来说,层合板正应力?_x的幅值随着湿度系数η的增加而增加,但是FMLs最顶层Al板正应力的幅值随着湿度系数η的增加而减小;无量纲挠度w*的幅值随着湿度系数的增大而增大。（4）基于分离变量法和等效温度法,首先获得激光表面处理过程中含涂层的纤维金属层合板（CFMLs）的三维瞬态温度场。然后,分别在空间域和时域中应用有限差分法和Newmark法,求解了激光工作条件下CFMLs结构的三维瞬态热力学控制方程。在前两个工作的基础上,分析了纤维种类数和FMLs层数对CFMLs结构的挠度、法向正应力、剪切应力和振动频率的影响。结果表明:纤维的种类数量会影响层合结构的质量,进而影响其振动频率;CFMLs结构的刚度和质量随着FMLs层数的增加而减小,无量纲挠度随着FMLs层数的增加而减小,而振动频率变化规律则相反。本论文工作创新点主要包括:1.基于热传导理论,建立了有限域内恒定速度移动高斯分布平面热源引起薄板的温度演变模型;2.基于层合板的弹性理论,建立了湿热环境下FMLs的非线性运动控制方程;3.基于分离变量法和等效温度法,获得激光表面处理过程中CFMLs的三维瞬态温度场。本论文研究了激光作用下薄板的瞬态三维热传导问题、激光表面处理过程中CFMLs的三维瞬态热传导问题、湿热环境中FMLs的热动力学行为等问题,揭示了层合结构的三维热传导和非线性动力学行为,为层合板的理论研究和实际应用打下了坚实的基础。