本文发展了一种新型协同转动四节点四边形复合材料壳单元。协同转动法采用了随单元刚体转动而一起旋转的,并由四边形两个对角线夹角的平分线定义的局部坐标系,并在计算单元节点变量时仅考虑单元变形的影响,故而在排除刚体位移的情况下简化了局部坐标系下的单元计算公式。采用的矢量型转动变量则大大简化了单元的局部节点变量与整体节点变量之间的相互转换,并且使得所有节点变量都可直接用简单的加法进行更新,因此在更新切线刚度矩阵时可以提高单元的计算效率。不同于现有的其他协同转动法,本单元的切线刚度矩阵可以通过计算能量混合泛函对节点变量的二次微分得到,且其微分次序是可以互换的,从而得到的单元切线刚度矩阵是对称的。在分析复合材料层合板壳结构中的小应变、大转动问题时,采用基于协同转动框架,结合一阶剪切变形理论的单元公式具有很好的计算性能。闭锁问题会影响单元的计算精度与效率,为了减其不利影响,本文采用将降阶积分法得到的假定应变取代单元势能泛函中的膜应变和剪切应变的假定应变法来改善有限单元的计算效率。在非线性增量计算过程中,本文采用了广义位移控制法跟踪结构屈曲后的非线性平衡路径。最后通过对一些经典复合材料板壳问题的结构分析来验证该单元具有令人满意的可靠性、收敛性及计算效率。