形状记忆复合材料是一种新型的智能材料,该材料不仅具有良好的承载能力,并且具有主动变形的功能。将形状记忆复合材料作为功能结构材料应用于空间可展开结构中,是一种崭新的智能结构应用形式,其应用形式有望使得航天器智能变形结构得到极大地发展。基于以上研究背景,本文以一种适应空间恶劣环境的形状记忆环氧聚合物为研究基础,制备了它的碳纤维增强复合材料,对其材料和结构进行了设计,并将其应用于空间铰链结构和桁架结构。具体工作如下:(1)测试了形状记忆复合材料的热-机械性能、单向板的基本力学性能、不同温度环境下纤维布增强复合材料层合板的力学性能,并将单向板的弹性常数带入经典层合板理论中计算出层合板的弹性常数,与常温测试的层合板弹性常数比较,二者吻合较好。(2)以上述测试结果作为设计的基本参数,运用经典层合板理论及材料力学理论对层合板的几何形状、厚度、材料组分、加热驱动方式进行了分析设计;运用ABAQUS有限元软件对层合板弯曲过程进行仿真分析,得到其展开过程中的输出力矩、最大应力-应变等关系;同时应用ABAQUS有限元软件优化分析得到其最佳几何形式、材料组分、厚度。(3)以圆弧薄壳状层合板结构作为铰链结构和桁架结构的主要部件,初步设计出铰链结构和桁架结构的整体模型;运用ADAMS动力学软件对铰链和桁架整体模型进行仿真模拟,得到其展开动力学特征。(4)按照设计方案制备了铰链结构和桁架结构,进行了层合板回复力的测试,成功实现了地面模拟失重情况下铰链展开帆板和桁架展开的验证实验;将验证结果与模拟结果进行对比分析:实际层合板回复力与有限元模拟层合板弯曲的输出力矩的对比;实际铰链展开帆板过程与动力学仿真铰链展开帆板过程的对比;实际桁架展开过程与动力学仿真的桁架展开过程的对比,三组对比结果吻合性较好,从而验证了该设计的合理性。本文是对形状记忆复合材料应用于空间可展开结构的基础研究。结果证明,该形状记忆复合材料具有良好的材料性能,可以满足空间环境对材料的要求,适合应用于空间可展开结构。