薄膜反射面是近年来逐渐发展起来的一种新型反射面,它是在柔性薄膜表面镀上一层金属材料,从而实现反射电磁波的目的。由于薄膜反射面具有低面密度、高精度和高强度的优点,越来越受到研发者的青睐。薄膜反射面可应用于太空可展开天线中,由于薄膜反射面天线具有轻质量、高精度和大口径的优点,受到世界各国的高度重视。为突破薄膜反射面天线的一些关键技术,本文对薄膜反射面形态分析以及裁剪拼接理论进行了研究,具体内容和成果如下:1.针对薄膜反射面天线大口径、轻质量和高精度的设计要求,重点研究薄膜反射面工作状况下的形态分析问题。首先,基于薄膜结构非线性有限元基本原理,编制薄膜结构形态分析程序。然后利用所编程序对负高斯曲率滑移面和旋转面进行找形分析,验证程序的可行性。最后基于薄膜无力矩理论,对工作态的薄膜反射面形态进行分析。2.针对采用裁剪拼接法制作的空间不可展开薄膜反射面,重点研究空间薄膜反射面的展平和拼接分析。首先,基于两种非线性有限元程序对0.55米口径的空间薄膜反射面进行展平分析,得到展平的条状平面膜片,验证两种展平算法的稳定、高效性。然后,制作由12片薄膜裁剪片拼接而成的薄膜反射面。最后,对平面裁剪片进行拼接分析,得出裁剪片数目与薄膜反射面形面精度的关系。3.针对薄膜反射面的不同固定形式,建立周边全固定式和裙边固定式薄膜反射面模型,并对其进行形面优化。首先,基于电极优化模型,应用开发的有限元分析程序,对周边全固定式的薄膜反射面进行形面优化,调节电极电压数值,得到具有较高精度的薄膜反射面。然后,基于索膜结构非线性有限元原理,编制索膜结构分析程序,利用所编程序对一鞍形索膜结构进行载荷分析,验证程序的可行性。最后,基于电极优化模型,利用开发的索膜结构分析程序,对裙边固定式的薄膜反射面进行形面优化,得到应力分布较为均匀的薄膜反射面。