随着社会的进步,科技的发展,薄膜结构在诸多领域得到了广泛的应用与发展。在建筑领域张拉膜结构是应用最广泛的一种建筑膜结构体系,其刚度通过预张力来实现,为了控制结构中薄膜的实际预张力与设计值相符合,防止薄膜褶皱松弛及其对风振的不利影响,减少工程事故,薄膜预张力的检测就显得尤为重要。论文基于“弹射法”测量膜结构的无损检测方法,该方法是用一个视为质点的小球撞击一固定边界的张拉膜面,使薄膜发生振动,同时小球被弹回,通过测量小球的入射速度和反射速度得到膜材的预张力。通过研究冲击荷载作用下薄膜的动力响应得到碰撞过程的力学行为以及膜面尺寸效应的误差影响,为测量仪器的研发提供理论基础。另外,薄膜在风、雨、冰雹的冲击下很容易发生振动,研究薄膜在这种冲击荷载下的动力响应过程为膜结构的设计以及正常施工都显得尤为重要。本文研究集中冲击荷载作用下矩形薄膜的动力响应问题。首先运用薄膜大挠度理论研究了周边固定的正交异性矩形和极正交异性圆形薄膜在给定初始挠度下的自由振动,推导了薄膜大挠度振动的控制方程,得到了薄膜大挠度非线性振动频率的幕级数表达式;以薄膜大挠度自由振动的控制方程为基础建立正交异性矩形薄膜受集中冲击荷载作用下振动的基本方程,将薄膜的位移和应力函数按照傅里叶级数式进行分解,不考虑冲击荷载作用下薄膜受力奇异性,得到了薄膜受小球撞击下的动力控制方程。用L-P摄动法进行求解,求得了薄膜在小球撞击下的响应函数。结合具体算例,并与ANSYS/LS-DYNA数值分析结果进行对比,验证了理论的正确性。薄膜振动过程中振动挠度的数学模拟与实际振动模态的差异必然会造成一定的误差,本文通过具体算例结合ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟分析了薄膜尺寸对误差产生的影响。进而对不同初始条件及材料参数下的薄膜受迫振动动力响应进行了探讨,得到了其变化的一般规律,为薄膜结构的动力分析提供了初步的理论基础,为“弹射法”测量仪器的研发以及薄膜结构的设计、施工提供理论参考。