基于板的一阶剪切理论和Von-Karman大挠度理论,提出了含嵌入分层的复合材料加筋层合板在受压缩荷载作用下的前、后屈曲分析的有限元方法,并推导了相应的有限元列式,分析中还考虑了分层前缘的闭合接触效应. 通过典型算例,研究了复合材料加筋层合板的屈曲和后屈曲性态与加强筋的分布、分层形状、分层位置及分层大小等因素的关系.

在标准材料制备工艺条件下,可用材料的密度表征材料的微结构构型。基于该思想,以不同的阻尼层材料密度代表不同的阻尼层材料微结构,针对阻尼层的两种优化构型和优化前的构型,从材料和结构两个尺度层面,实验研究了实际工程中的一种圆形阻尼层合结构的阻尼比随阻尼层材料密度与阻尼层构型的变化。测试得到了给定阻尼层构型时,不同激励幅值和负载质量加载下,结构阻尼比随阻尼材料密度的变化曲线,以及给定阻尼层材料密度时,含有三种不同构型阻尼层的结构的阻尼比随载荷激励幅值的变化曲线。两尺度的实验结果表明：适当的材料设计和结构拓扑优化可以提高圆形阻尼层合结构的阻尼特性;同时也表明：满足工程要求的拓扑优化构型存在多个。

以阻尼材料用量为约束，以最大化结构损耗因子为目标，利用有限元方法实现圆形阻尼层合板的拓扑优化设计。对优化前、后的圆形阻尼层合板进行振动实验，测试结果表明优化后结构阻尼比是优化前的1．3倍。基于结构阻尼比与单位体积结构损耗因子均表示结构件标准化阻尼能力及单调变化相同的特性，以实测结构阻尼比表征单位体积结构损耗因子，验证结构拓扑优化设计的有效性。即优化设计圆形阻尼层合板构型能有效地降低阻尼层的用量，提高阻尼层的利用率，增强结构的阻尼特性。