安定性分析是结构设计防止循环载荷下发生棘轮失效的重要内容,经典的安定理论在分析复杂结构或复杂材料模型时存在计算量大或偏于保守等方面的不足。围绕热棘轮这一过程装备中最常见的失效模式,针对热—机载荷下局部不连续模型、耦合延性损伤模型、非线性硬化—蠕变模型以及蠕变—棘轮交互模型等四个方面展开了安定性分析和试验研究,主要研究工作及结论如下：采用直接循环法分析了热—机载荷下厚壁开孔圆筒的安定极限载荷,探讨了开孔半径、厚度和轴向应力等因素的影响。研究表明,安定极限载荷随开孔半径的增大而减小,随圆筒厚度的增大而增大,而轴向压缩应力显著减小结构的安定域。建立了厚壁开孔圆筒安定评估的修正BREE图法,弥补了热—机载荷下厚壁开孔圆筒安定评估方法的不足。耦合Lemaitre延性损伤模型和Armstrong-Frederick非线性随动硬化模型,分析了循环热—机载荷下多层梁结构的安定行为。研究表明,当热载荷为主导时,2倍屈服极限也不能完全保证结构安全；当棘轮或过大塑性变形发生时,结构会达到临界损伤极限而失效,这避免了经典安定理论中过大塑性变形产生的不安全因素,改善了安定评估方法的可靠性。根据直接循环法研究了膜/基多层结构在弹—塑—蠕变机制下的安定行为,并考虑了非线性随动硬化、循环硬化等真实材料模型的影响。研究表明,在循环热应力控制载荷下,应力松弛效应在一定循环加载后趋于稳定,且多层结构趋于安定,但塑性变形存在一定程度的累积。提出了多层结构在弹—塑—蠕变机制下的安定规律,有利于膜/基结构的完整性评估。基于新型转子材料X12CrMoWVNBN10-1-1的疲劳—蠕变试验,研究了滞弹性蠕变回复及其对材料棘轮与安定行为的影响。研究表明,保载时间小于5min时,棘轮应变分量不断增加,但蠕变应变分量因滞弹性回复而趋于稳定；保载时间大于5min时,棘轮应变分量趋于安定,而蠕变应变分量逐渐增大。建立了考虑滞弹性回复的蠕变—棘轮叠加模型,可较好预测X12CrMoWVNBN10-1-1钢在疲劳—蠕变载荷下的变形行为,为结构的棘轮预测提供了理论依据。