随着薄膜结构在各个领域应用范围的推广，对其力学行为进行研究的需求也越来越迫切。因此，薄膜结构的力学行为的研究有重要的理论和实际意义。本文主要从实验、理论和计算等多个方面对几种薄膜结构的力学行为进行了研究，主要以下几个方面的工作： 首先，建立了微加载电子散斑微测量系统，包括位移测量系统和微力测量系统。在保持散斑法原有测量精度基础上，较大幅度地提高了测量量程，且可对试件变形进行全场测量。作者独自编写的软件包含了图像采集、运算以及位移计算等功能，使得实验过程自动化，并为类似的微力学测量实验提供一定基础。基于所建立的微测量系统，我们对不同厚度的纯镍薄膜三点弯曲变形的载荷和位移进行了测量。实验结果与经典薄板理论对比表明，纯镍薄膜的无量纲弹性抗弯刚度与膜厚高度相关，体现了纯镍薄膜弯曲弹性尺度效应的存在。在理论工作方面我们建立了弹性应变梯度理论的二阶变形度量，考虑了膨胀梯度以及偏斜(伸长和旋转)梯度的影响，并导出相应的功共轭应力度量。由虚功原理出发，利用Gauss散度定理和Stokes表面积分散度定理，推导了包含高阶应力的平衡方程和边界条件。在此基础上，建立了以曲率和曲率梯度为变形度量、弯矩和高阶弯矩为应力度量的薄膜三点弯和悬臂梁变形关系。理论结果显示，无量纲化弯曲刚度除与材料特征尺度相关，还与薄膜厚度相关，无量纲化弯曲刚度随厚度减小而明显增大。所推导的理论模型与我们的薄膜三点弯实验结果符合得很好，体现了微尺度下纯镍薄膜弯曲弹性尺度效应。 在数值模型方面我们建立了力电耦合无网格格式，主要目的是利用其优点，用数值方法对类似于薄膜的压电多层结构的力学行为进行研究，但同时也对无网格法的一些特性进行了探讨。我们所发展的力电耦合无网格法不仅在对电场作用下多层致动器电极附近场分布的数值模拟取得了良好效果，而且在分析力电耦合作用下薄膜界面裂纹尖端场分布的计算中，也取得了不错的结果，说明这种数值方法在分析这类压电薄膜结构中还是有效的。