空间可展开结构向着轻量化、大型化的方向发展,薄膜可展开结构以其质量轻、展收比大等优势,已成为大型空间可展开结构的重要实现手段之一。薄膜可展开结构在航空航天、公共建筑等领域得到了广泛的应用,具有较高的研究价值。本文以薄膜可展开结构为研究对象,首先,建立了一种基于伊卡洛斯（Ikaros）折纸的平面正多边形薄膜的折展模型,其次,基于剪式铰设计了空间伞状旋转抛物面可展开结构,最后,分析了在轨工况下平面周边桁架式薄膜可展开结构和旋转抛物面薄膜可展开结构的热致振动,本文的主要工作内容总结如下:（1）基于折纸法提出了一种平面正多边形薄膜的折叠方式,给出了该折叠方式下薄膜可展开结构折叠体积的计算公式,研究了折叠体积与径向折叠次数和正多边形边数的关系,并以此提出了减小折叠体积的方法,分析了其优缺点。然后,以正八边形薄膜可展开结构为例,根据折痕分布建立其折叠状态的有限元模型,并在折痕处通过铰链连接定义弹塑性属性来模拟折痕处的刚度。为进一步提高该折叠方式下薄膜可展开结构展收比,提出了二次收拢方案,并计算其二次收拢后的展收比。最后,基于有限元分析软件对正八边形平面薄膜可展开结构的展开过程进行了动力学仿真分析,计算展开到位后的有效面积利用率,并分析了展开驱动力对薄膜展开过程及展开到位状态的影响。（2）基于剪式铰单元设计了空间伞状旋转抛物面可展开结构,研究了抛物线状展开结构的设计方法,以展开态理想抛物线为目标设计了支撑肋的拼接方案。基于编程软件和多体动力学分析软件联合仿真,编写参数化程序。然后,以八根支撑肋的空间伞状旋转抛物面可展开结构为例,对该可展开结构进行了运动学分析。研究了该结构展开过程的运动学特性,分析了其展开过程中运动平稳性,并以平稳性为目标给出了展开过程中驱动电机的运动规划。结果显示规划后结构的展开平稳性有较大幅度提升,可以有效减小展开过程中的冲击。最后,与现有的空间伞状旋转抛物面可展开结构进行了对比分析,分析了其收拢体积及展收比,对比结果显示,在相同口径下,其收拢体积与展收比均优于现有的空间伞状抛物面可展开结构。（3）以提出的正八边形薄膜可展开结构及空间伞状旋转抛物面薄膜可展开结构为例,分析了在近地轨道下的热致振动特性。基于热分析软件计算两种薄膜可展开结构的在轨温度,分析并获取其在轨工作状态下的温度变化曲线。然后,将有限元模型中各节点变化的温度作为温度载荷,采用有限元分析软件对提出的两种空间薄膜可展开结构进行了热致振动分析。最后,分析了不同薄膜预应力对于薄膜可展开结构面内热致振动的影响。研究发现,在近地轨道下薄膜可展开结构出阴影区时结构会发生较为剧烈的热致振动,且增加薄膜可展开结构中的预应力可以有效的减小热致振动的影响。基于上述薄膜可展开结构,开发了参数化软件。该软件包括设计模块和联合仿真分析模块,可根据用户需求,快速生成可供多种分析软件直接计算的文件。