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为了实现航天器结构的大型化和轻质化，空间薄膜结构是理想的选择。褶皱现象是薄膜结构的主要破坏形式之一，褶皱的产生改变结构的设计形态，下降承载力，对振动特性产生很大影响，有必要进行褶皱的形态和产生机理研究。现有的褶皱研究方法主要有：张力场理论和屈曲分析方法。张力场理论只能得到褶皱的方向和分布区域。屈曲分析方法可以得到褶皱的具体形状，包括褶皱的数量、褶皱波长以及褶皱的幅度。屈曲分析方法往往难以收敛，特别是对于初始缺陷比较复杂的结构，需要大量增加载荷步，才能得到收敛的结果。本文将褶皱的静态形成过程转化为准静态过程，基于弹簧-质点系统，建立薄膜褶皱的三维形状预测模型。弹簧质点系统包括拉簧和质点，以模拟薄膜的面内刚度和质量，采用有限差分法求解系统的动力方程。首先分析褶皱发生区域，褶皱判别准则采用综合准则判别法判别。在判别为褶皱发生的区域，根据褶皱的传力路径修改质点所受的弹簧力。得到褶皱发生区域后，在区域内施加面外的微小扰动，可以是力扰动，也可以是位移扰动。在给定的受力、边界条件和面外扰动作用下，弹簧质点系统发生面外变形，最终达到稳定状态，得到褶皱的三维形态。分析平面矩形薄膜受剪位移时发生的褶皱，并与试验结果进行比较，验证分析方法的正确性。研究面外微小扰动的选取对分析结果的影响，并确定求解中合适的时间步长。针对充气展开天线反射器中出现的褶皱进行形态预测，研究反射器内部气压变化时褶皱的扩展演化规律，从而研究反射器边缘褶皱的产生机理。