干气密封技术是一种非接触的密封方式。其中最重要的弹性支撑元件一般都为弹簧,但波纹管有更好的综合性能。用金属波纹管代替弹簧成为干气密封的弹性支撑元件,不仅有着耐高温,不易老化,结构紧密,轴向浮动性好等优点,而且能够通过波纹管本身的弹力对系统起着密封作用。论文主要研究了干气密封S型波纹管膜片的非线性动力学行为。首先,研究了S型波纹管膜片的非线性大变形问题。运用拟壳法将S型波纹管膜片当作有初挠度的圆环薄板的复合结构,用非线性大挠度弯曲理论对S型波纹管膜片的非线性大变形进行了分析。对一端固定一端自由的S型波纹管膜片在边界条件和连续性的条件下分别采用修正迭代法进行求解,得到精度较高二次非线性解。绘制了在不同矢高和波长下挠度与载荷的特征曲线。其次,研究了S型波纹管膜片的非线性固有频率问题。根据膜片受力情况建立力学模型,通过哈密顿原理得到动静载荷作用下S型膜片的非线性动力变分方程和协调方程。选取膜片的最大振幅为摄动参数,采用摄动变分法,对一端固定一端自由的S型波纹管膜片的非线性固有频率进行求解;一次近似得到膜片线性振动的固有频率,二次近似得到膜片非线性震动的固有频率。并对不同情况下无量纲载荷和固有频率的关系进行分析。最后,研究了S型波纹管膜片的非线性稳定性问题。利用薄壳的非线性弯曲理论,得到S型波纹管膜片在动静载荷作用下的非线性动力学方程组。在边界条件、连续条件下用Galerkin得到膜片非线性系统的受迫振动方程。用Floquet指数判断了该系统发生分叉的条件,讨论了系统在平衡点领域的稳定性问题。