由于高强高性能材料的推广应用,拱的整体结构表现为轻柔细长,在冲击荷载作用下容易发生动力屈曲,而冲击荷载作为一种偶然荷载,往往携带了巨大的冲击能量,具有很强的突发性和破坏性,瞬间作用就可能使得拱发生屈曲破坏。由于冲击荷载是实际环境中常见的荷载形式,其对结构的作用不容忽视,但目前结构设计中对冲击荷载的影响还考虑不足,结构存在一定的安全隐患。同时,在某种特殊的工程结构中,拱的动力屈曲又是可以被利用的,如微机电系统中可利用拱的屈曲变形达到开关闭合的目的。因此,研究冲击荷载作用下拱的动力屈曲行为有着重要的工程背景和现实意义。为了完善拱的动力屈曲研究,揭示拱的动力屈曲机理,本文以圆弧拱为研究对象,采用理论推导、数值仿真计算和模型试验相结合的研究方法,对跌落冲击和阶跃冲击作用下拱的动力屈曲行为展开研究,考虑了约束条件、温度效应和几何缺陷等因素对各向同性拱动力屈曲的影响,总结了冲击荷载下各向同性拱的动力屈曲规律,最后将研究拓展到一种新型的功能梯度石墨烯增强复合材料（Functionally Graded Graphene Platelets Reinforced Composites,FG-GPLRC）拱,研究其在冲击荷载下的动力屈曲行为,阐明了复合材料拱与各向同性的异同。具体包括以下主要内容:1、根据能量守恒原理,建立了连续体系圆弧拱在冲击荷载作用下的动力屈曲判别准则。理论推导了跌落冲击下固支拱、铰支拱和弹性约束拱的动力屈曲临界荷载,确定了拱发生动力极值点屈曲和动力分岔屈曲的极限修正长细比,理论解析结果与模型试验结果和有限元数值仿真结果进行对比分析,验证了所提动力屈曲判别准则的有效性,解决了冲击荷载作用下连续体系各向同性拱的动力屈曲临界荷载快速求解问题。2、根据拱的动力屈曲判别准则建立了阶跃冲击下各向同性拱的动力屈曲力学模型,分别求解了任意径向阶跃集中力和阶跃均布力作用下弹性约束拱的动力屈曲临界荷载解析解,探明了任意径向阶跃集中力下弹性约束拱的动力屈曲为非对称动力极值点屈曲且不存在分岔行为,通过模型试验和有限元数值仿真验证了理论推导结果的正确性。3、考虑温度效应的影响,分析了各向同性弹性约束拱的内力随温度变化的情况,建立了阶跃冲击下考虑温度影响的拱的动力屈曲方程,分别求解了阶跃集中力和阶跃均布力下弹性约束拱的动力屈曲临界荷载解析解,论证了弹性约束拱在热效应与冲击荷载耦合作用下存在动力极值点屈曲和动力分岔屈曲行为,并确定了对应动力屈曲模式的极限修正长细比和临界温度差。4、研究了几何缺陷对弹性约束拱动力屈曲的影响,推导了圆弧拱考虑几何缺陷的几何变形关系,确定了含不同缺陷圆弧拱的动力屈曲模式,并求得了不同屈曲模式下含缺陷圆弧拱的动力屈曲临界荷载解析解,分析了缺陷幅值对弹性约束拱的动力屈曲临界荷载和极限修正长细比的影响,发现了正对称缺陷与阶跃均布荷载耦合作用下弹性约束拱的多极值点动力屈曲行为。5、研究了阶跃冲击下FG-GPLRC弹性约束拱的非线性动力屈曲行为,明确了阶跃冲击下FG-GPLRC拱的动力屈曲模式及相应的极限几何参数,分析了石墨烯（Graphene Platelets,GPLs）分布模式、质量分数和几何尺寸等因素对FG-GPLRC拱动力屈曲临界荷载的影响,确定了最优的GPLs材料参数。研究结果表明,FG-GPLRC拱的动力屈曲行为与各向同性拱的存在一定的相似之处,但改变FG-GPLRC拱的梯度分布参数能够改变拱的屈曲行为。有限元数值仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明各向同性拱的动力屈曲判别准则同样适用于复合材料拱。本文的研究成果丰富了拱的非线性动力屈曲研究,探明了荷载形式、约束条件、温度效应和几何缺陷等因素对拱动力屈曲的影响,证实了各向同性拱的动力屈曲判别准则也适用于FG-GPLRC拱,为复合材料拱的动力屈曲研究提供了一定的理论支持。