随着航天事业的发展,各种航天探测任务对航天器的结构和机构提出了更高的要求,而薄膜结构因具有质量轻、可折叠展开、高收纳比等优点越来越多的被应用到航天器上,而薄膜结构具有大柔性、振动频率高、抗压和抗弯能力差等特性,需要对薄膜结构进行力学特性进行分析。另外,绝对节点坐标法不同于传统的有限元方法,该方法选取全局坐标系下的位置矢量及梯度作为节点坐标,对大位移、大转动和大变形问题具有较好的适用性,并且质量阵为常数阵,没有科氏力和离心力的影响。所以本文采用绝对节点坐标有限元分析方法对薄膜结构的力学特性进行分析。构建基于绝对节点坐标法的一维梁单元、二维梁单元、三维梁单元、三维薄板单元,并基于三维薄板单元给出质量阵、弹性力矩阵和刚度矩阵、广义力矩阵的推导,单元的组装和带有边界条件的动力学方程,并提出加快刚度矩阵计算的方法。基于绝对节点坐标法的三维薄板单元建立薄膜结构的分析单元,并根据Kirchhoff板理论推导出薄膜单元弹性力的表达式,构建薄膜结构的动力学方程。通过在薄膜上施加冲击作用的方式,研究薄膜结构的振动特性,分析面内预应力和结构参数(薄膜厚度、密度、弹性模量、泊松比)对薄膜振动特性的影响。建立基于绝对节点坐标法的薄膜单元的静力学方程,并采用牛顿迭代法对该方程进行求解。对薄膜结构进行静力学特性分析,给出薄膜在纯拉伸力下的变形与力的关系,以及薄膜在外力作用下的变形、应力分布和薄膜上各点的位置矢量梯度,分析预应力对薄膜变形、应力分布及位置矢量梯度的影响。