该文基于正挠曲电效应建立了开口圆柱壳结构的挠曲电传感器模型。首先分析了开口圆柱壳的动态响应特性; 其次根据正挠曲电效应，建立了由动态应变梯度引起的挠曲电传感理论，并推导出模态电压的表达式,挠曲电效应引起的挠曲电传感信号由长度方向弯曲应变引起的挠曲电信号与圆周方向弯曲应变引起的挠曲电信号两部分组成,分析了挠曲电片无限小时各点的分布式传感特性; 最后分析了不同模态的频率及弯曲角度对挠曲电传感信号的影响，对比分析了不同方向弯曲应变引起的挠曲电信号的不同作用。研究结果表明，该分析结果对优化开口圆柱壳结构的传感特性有重要意义。

针对圆柱壳结构的减振问题, 本文提出一种局域共振型圆柱壳类声子晶体结构, 通过在圆柱壳圆周方向布置弹簧振子实现。该声子晶体的能带结构研究结果表明, 该结构能够形成两条低频带隙, 一条带隙的起始频率低至650 Hz, 带宽为330 Hz, 另一条带隙具有更低的频率范围, 为0~371 Hz, 带隙的形成是由于圆柱壳和弹簧振子振动的耦合。进一步分析了声子晶体的圆柱壳质量与弹簧振子的质量比、弹簧振子的刚度和元胞宽度对带隙的影响。对有限周期圆柱壳结构的传输特性分析, 验证了局域共振型圆柱壳声子晶体在带隙范围内的抑制振动的能力。研究结果为圆柱壳结构的减振问题提供了理论参考。

高功率激光对承力结构的破坏机理研究，可以拓展激光技术的应用范围。为了研究光束强度分布对激光辐照下柱壳热力学行为，采用有限元方法建立充压柱壳的热力学模型，先保持激光辐照总功率相等，将几种典型激光束进行分析比较，并研究了充压柱壳在各种光束辐照下的热力学响应。结果表明，光强分布对圆柱壳的温度、应力以及位移场分布具有重要影响，在不同光强分布的激光束辐照下圆柱壳将具有不同的破坏模式和破坏时刻。

为了把激光加热静止圆柱壳的实验测量结果应用到旋转圆柱壳的激光参量估计中,研究了旋转圆柱壳的激光加热效率。用积分变换法得到了旋转圆柱壳的温度分布,分析了最大温升点相对激光峰值强度点的滞后现象。基于静止圆柱壳和薄壳假设,导出了旋转圆柱壳激光加热效率及估计辐照时间的表达式。对于旋转金属圆柱壳,最大温升点相对激光峰值强度点的滞后角和激光加热效率取决于无量纲参量DR(柱壳半径R与束斑半径r0之比)、DL(横向热扩散尺度4ατL与束斑半径r0之比)及DM(加热时间τL与柱壳旋转频率fR的乘积)。达到相同的最大温升时,旋转圆柱壳的激光辐照时间和静止圆柱壳的激光辐照时间之间存在与激光功率无关的非线性关系,而激光功率决定了所需的绝对激光辐照时间。

建立了强激光辐照下充压圆柱壳热力学响应的物理模型和数值计算模型,求解了激光产生的非线性温度场.在此基础上,考虑塑性和屈服强度的温度相关性,求解了非线性的应力场,计算了两种不同类型圆柱壳在高功率连续CO2激光作用下的破坏阈值,给出了破坏时间与功率密度的关系以及壳体破坏的危险区域.