空间薄膜结构已成为当前空间结构研究的热点之一。工程应用与理论分析表明,薄膜褶皱的预测及抑制、薄膜模态分析是亟须解决的一个科学问题。本文针对平面膜结构,探讨褶皱产生机理,计算褶皱特征参数以及衍变过程;同时,针对索网裙边张拉薄膜结构,研究了圆弧状边界对薄膜固有频率的影响。主要工作如下:1.忽略薄膜结构材料的抗弯刚度,基于张力场理论建立了两种褶皱模型,分别是点应力状态模型与能量状态函数模型。两种模型中,均将薄膜上任意点的受力状态分为张紧、褶皱、松弛三种情况。同时,针对常见的无褶皱判断准则,任意点主应力为正值,给出了另一种等价描述形式,即应用笛卡尔坐标系中应力分量判断。2.考虑薄膜结构材料的抗弯刚度,基于大挠度非线性薄板理论建立褶皱模型。应用变系数傅里叶级数描述模型中位移、应变、应力等分量,求解位移变量中的未知系数。应用该方法,给出了均匀张拉矩形薄膜褶皱的解析解,并给出非均匀张拉矩形薄膜褶皱的数值解以及产生褶皱的临界条件。3.基于板壳模型,采用有限元方法,模拟了褶皱的产生及衍变过程。针对受剪切作用的矩形薄膜,研究表明:随着剪切位移的增加,褶皱数量增加、幅值变大,薄膜中间的褶皱间距离变短,且新的褶皱从中间褶皱衍变而来,而矩形边界处褶皱的位置几乎不发生变化。4.针对索网裙边张拉薄膜结构,应用S.W.Kang提出的归一化动态响应函数法,研究了薄膜边界几何参数对其固有频率的影响。将Bessel函数作为薄膜横向振动偏微分方程的解,建立了任意边界形状薄膜的固有频率的求解模型,分别求解了边界是圆形、L-形、分段圆弧薄膜的固有频率。研究表明:在一定应力条件下,边界形状致使薄膜面积减小,固有频率增加,反之亦然。