先进复合材料筋网壳结构(RGS)是一种整体承载均衡、鲁棒性好的新型复合材料栅格类薄壳结构,该结构不仅具有传统复合材料格栅结构(AGS)板、梁和柱等结构比刚度高、比强度大以及结构可设计性强等优点,还进一步将简单周期性均匀等距栅格梁、板结构发展到空间非周期非均匀栅格结构,在航空航天、舰船和军事工程等苛刻服役环境中逐渐获得应用。但RGS结构的设计及力学性能分析面临空间结构形态表征的高阶多维、结构的非线性屈曲以及服役环境下构件结构稳定性分析困难等问题。针对上述问题,本文提出基于空间高斯-测地线的RGS形态表征模型和力学分析方法,建立黎曼空间映射的低阶三维RGS几何模型及有限元分析模型,以典型空间非周期非均匀栅格结构天线罩为应用实例,验证上述模型及分析方法的有效性,并探索和分析其在实际服役环境下的力学性能。针对RGS结构形态表征的高阶多维问题,采用空间测地微分映射法建立构件形态表征模型。基于黎曼空间结构的曲率性质,运用高斯微分基本型和测地线路径最短原理,将空间曲面结构的几何形态等距映射到空间单位球面,在该单位球面建立经纬向筋肋的二维测地微分RGS结构数学模型,实现构件结构表征的降维;通过测地微分方程的高斯(Gauss)第I和第II基本型构形,建立测地微分RGS结构栅格筋肋的弧长和弧角微分方程,实现构件结构表征的降阶。以舰载球冠形天线罩结构为例,建立天线罩的测地线RGS结构模型,以单位矢径投影的两个矢角和带宽实现复合材料球冠形天线罩RGS结构的低阶低维建模表征,研究胞元栅格经纬向筋肋的间距及带宽等参变量对RGS结构形态的影响规律,为后续RGS结构的力学性能研究奠定基础。针对RGS结构胞元节点受力后其筋肋各向力学响应的非线性屈曲问题,以单胞元节点为矢量模元并将其叠加,结合已建立的测地线RGS结构形态表征模型建立RGS结构有限元力学分析模型,研究给定载荷下该RGS结构的力学响应规律。通过力学分析和仿真实验,在垂直载荷作用下,对比分析胞元筋肋各编带在不同厚度、不同编织角度和不同宽度下各同形异构天线罩模型从极点沿各筋肋编带向四周传递的非线性变形响应规律,并研究等载荷下不同的编织结构对天线罩RGS结构的载荷-位移响应特性,分析载荷作用下构件编织结构形式对结构稳定性的影响规律。采用预浸碳纤增强复合材料带(CFRP)基于手工铺放和真空热压工艺制备舰载天线罩RGS结构试件,通过试件的实际压载实验研究和验证上述复合材料RGS结构建模和力学性能分析方法的有效性。实验数据分析表明:等压缩位移下,RGS结构的最大应力随压缩位移的增大而呈阶梯式正态分布直至破坏,而RGS结构的最大形变则随着编织角度的增大而减小;等压缩应力下,RGS结构的最大形变随编织角度的增大而阶梯态减小,其中经纬正交时达到最小,且局域应力最大。为进一步研究实际服役环境中上述非周期非均匀RGS结构的力学稳定性,设计并开展天线罩RGS结构的数值风洞模拟实验。采用有限元数值风洞法,将球冠形RGS结构天线罩的外表面等厚度蒙皮构建实体天线罩,并以蒙皮作为载荷传递介质,以不同风级和不同风向角对罩体施加风荷载,研究统一位移场下天线罩RGS结构的应力、形变和极限风速下的力学规律,并定性比较风荷载对不同编织结构罩体的力学响应特性,进而研究该复合材料RGS结构在动态载荷下(风荷)的力学性能。综上,本文通过RGS空间结构表征建模、有限元力学分析建模及实验验证,研究了新型复合材料RGS结构的建模表征及其力学性能。该研究的理论和实验成果可为复合材料RGS构件结构的创新设计,为比刚度高、承载效率更优的复合材料栅格结构一体化减重和优化设计提供新思路,为探索严苛服役环境RGS结构制件的轻量化设计和力学响应特性研究提供理论方法和借鉴。