随着人类太空活动的日益增多,对大功率、低成本的大型空间太阳电池阵的需求随之不断增加,为了适应空间任务的需求,亟需研究新型太阳电池阵技术。卷轴式薄膜太阳电池阵作为一种新型结构,具有结构简单、驱动方便、收纳比高等优点,在深空探测及近地小行星探测等领域有着广泛的应用前景。国外对于卷轴式薄膜太阳电池阵的研究已经较为深入,成功实现了相关技术的突破与在轨验证。国内在卷轴式薄膜太阳电池阵的研究设计尚停留在方案设计阶段,与国际先进水平存在着一定的差距,因此相关方面的研究工作亟需展开。本文对一种新型环氧形状记忆聚合物基复合材料(Shape Memory Polymer Composite,SMPC)展开分析,采用热真空袋成型的工艺进行制备,通过相关试验测试表征了其基本力学性能,包括动态热力学性能、静态力学性能及高低温环境下的材料力学性能。基于经典层合板理论推导了SMPC的刚度矩阵。利用SMPC材料研制薄膜太阳电池阵展开机构的核心元件——形状记忆伸杆,明确了SMPC伸杆的工作原理。基于三维梁理论建立了伸杆结构展开状态的抗弯刚度数学模型,利用有限元仿真的方法对抗弯刚度的理论模型进行验证,确保其准确性,分析了伸杆结构参数对抗弯刚度的影响规律。考虑了展收初始阶段SMPC伸杆屈曲失稳的风险,利用ABAQUS软件对伸杆进行屈曲仿真分析。同时,考虑了空间高低温环境对伸杆结构的性能影响。确定了卷轴式薄膜太阳电池阵的的展开方案及工作原理,对太阳电池阵进行初步设计。利用ABAQUS有限元仿真方法对太阳电池阵展开状态的模态、基频、屈曲失稳及静刚度展开分析,保证各项性能满足系统设计要求,考虑了空间高低温环境对太阳电池阵系统的性能影响。最后,采用一定的工艺方法制备了SMPC伸杆,验证其形状记忆功能特性,测试了伸杆结构的抗弯刚度、驱动力大小。对卷轴式太阳电池阵的展开机构进行详细的结构设计,加工出原理样机,验证了机构可重复展收的功能。