为有效分析充气薄膜结构的展开，提出基于能量原理分析充气薄膜结构展开的SMS方法，即弹簧-质点系统方法．对卷曲折叠充气直管采用SMS方法进行数值模拟，并与实验结果进行对比分析，发现其结果吻合良好，验证了这种方法的正确性．运用SMS方法分析不同充气速率对卷曲折叠充气管展开过程的影响以及充气圆环管和充气膜面的展开过程及动力性能．与传统的有限元方法比较，SMS方法建模简单，思路清晰，数值稳定性好．

提出了一种分析构架式结构展开过程的有效算法.基于含多余广义坐标的动力学普遍方程,利用约束雅可比矩阵的零空间基引入一组准速率,得到独立的展开过程分析的动力学微分方程.为提高展开模拟的数值精度,文中提出了一种控制展开过程几何违约、速度违约和能量违约的数值稳定算法.该算法求解效率高,能和任意数值积分方法结合使用,能分析大型的构架式可展结构的展开过程.

本文主要工作是提出设计三维伸展结构的一种方法,并由此得出机构综合的准则--单元等投影尺寸膨胀法(EPDEBS);分析了结构静动力响应;文末分析了在重力作用下对抛物面成型精度影响.全文分析表明这种展开结构有展开可靠性高,刚度好,形面精度高和造价低等显著优点,对指导可展结构研究和设计具有重要工程意义.

针对国家天文台研制的空间太阳望远镜上的光学摆镜在螺栓装夹预应力作用下引起的变形问题,利用Zernike多项式与光学镜面畸变的对应关系,引入弹性地基计算方法建立平板变形微分方程.运用Moore-Penrose广义逆矩阵法,求解出置于弹性平台上的摆镜在外载荷作用下产生的所有可能变形.根据弹性力学最小势能原理引入变分法得到外力作用下的真实变形,直接得到Seidel像差系数.将该算法应用于一个带有3个支臂的摆镜模型,计算结果仅比用接触非线性有限元法的结果小10.7%,证明了该算法有效可行.

根据空间太阳望远镜成像调焦的要求,设计了一成像镜调焦机构.给出了设计的基本原理及设计方法,即步进电机驱动滚珠丝杠,丝杠通过连接杆和转向关节带动内筒.并根据设计加工制作了实物缩尺模型,进行了误差分析.最后给出了机构在锁定状态,16g重力加速度作用下的力学分析.