薄膜结构由于质量轻、体积小、易于折叠等优异性能,被广泛应用于太阳帆、临近空间飞艇、高空气球、充气机翼等航空航天领域。然而由于薄膜是柔性材料,它的抗弯刚度比较小,当有外力刺入或柔性结构在长期服役状态下,会在薄膜结构表面引入初始微小裂纹缺陷,进而在外力作用下发生结构的拉伸撕裂破坏,从而影响结构的承力性能。裂纹的大小、方向和形式都对薄膜结构的拉伸皱曲有一定的影响,因此研究不同切口形式下薄膜结构的拉伸皱曲及撕裂行为具有重要的意义。首先,对不含切口薄膜的拉伸皱曲行为进行了研究。通过单轴拉伸试验,给出了薄膜皱曲过程的几个标志性阶段,并进行了力学性能测试与分析,得到了薄膜结构在5mm/min单向加载情况下的位移-载荷及应力-应变关系曲线,并借助VIC-3D非接触数字图像相关测量技术获得了褶皱稳定阶段的后屈曲形貌及位移云图,选取了褶皱稳定阶段薄膜结构横截面中心线上的点进行了褶皱形变的分析。同时,分析了不同方向折痕对薄膜拉伸性能的影响。在试验的基础上,进行了相同工况下的数值仿真模拟,并通过试验与仿真的对比,验证了数值模拟在分析该问题时的准确性。其次,探讨了中心含一字型切口薄膜的拉伸撕裂行为分析。结果表明薄膜的撕裂模式属于张开型和撕开型裂纹的组合模式,在裂纹处薄膜发生面外翘曲的过程中伴随着裂纹的扩展演化。同时探讨了一字型切口长度、切口角度及混合一字型切口(V型、W型、Z型、X型、十字型)对薄膜拉伸皱曲及撕裂性能的影响。定义了切口比率、相对断裂强度、相对伸长率、裂纹扩展比等概念,探讨不同裂纹长度、不同切口角度的情况下对薄膜拉伸断裂参数的影响。采用VIC-3D非接触数字图像相关测量技术对不同切口长度下薄膜的拉伸皱曲及断裂过程进行了监测与分析,得到了中心含一字型切口薄膜在单向拉伸状态下的皱曲形貌及位移演化过程。然后,分析了不同切口形式对薄膜拉皱性能的影响。通过对中心含单个圆孔的实验分析,获取了中心含圆孔缺陷的薄膜拉伸皱曲模式,采用VIC-3D非接触数字图像相关测量技术给出了拉伸过程中的褶皱形貌及位移变化特征。构建了薄膜拉皱有限元分析模型,仿真分析了不同切口形式、切口位置对薄膜拉皱行为的影响,仿真结果与实验结果吻合良好,验证了分析模型的有效性。结果表明切口形式、切口位置对薄膜的拉皱行为影响很大,这对于知道控制褶皱和消除褶皱有一定参考意义。最后,研究了薄膜材料在双轴拉伸受力下的力学响应特征。以纯薄膜、含一字型裂纹薄膜、含十字型裂纹薄膜以及含中心圆孔薄膜这几类试件为研究对象,研究了双向拉伸状态下的薄膜皱曲行为特征。结果表明薄膜的双轴拉伸性能受载荷工况影响。