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本文首先综述了各国航空航天器的发展趋势以及航天器动力学研究的发展过程，介绍了国内外可展结构的应用范围及可展结构的国内外研究现状，阐述了进行可展结构研究的意义。 概述了伸展臂的一般概念设计，总结了伸展臂的一般设计原则和设计要求，列出了与伸展臂结构设计相关的主要技术指标，介绍了伸展臂结构分析工作的项目和内容以及需要完成的试验项目和内容，并简述了试验的目的和意义。 总结了四边形单元的索杆式伸展臂结构设计的基本原理和方法，列出了其主要性能指标，详细叙述了空间索杆式伸展臂结构设计的内容，包括材料选择、杆件及节点设计、锁定点的设计等，并加工制作出来了伸展臂的实物模型。 介绍了零重力卸载问题的来源，分析了伸展臂在地面进行卸载的必要性，同时介绍了零重力卸载装置设计中应考虑的因素以及零重力卸载装置的卸载原理，详细介绍了针对所制作出的伸展臂模型设计的一套零重力卸载装置设备。 伸展臂的固有特性对伸展臂结构的优化设计是非常关键的。本文对伸展臂的固有特性进行了详细的分析，包括伸展臂的静力分析、模态分析、频率响应分析。在伸展臂的模态分析中，分别分析比较了伸展臂各部件的变化情况对伸展臂结构性能的影响，根据分析的结果对结构设计加以改进。 展开过程分析是大型可展航天结构研究的重要内容，本文分别运用了Newton-Euler方法和Lagrange方法建立了伸展臂的多刚体动力学模型，并运用ADMAS软件对伸展臂的模型进行了数值仿真分析，这些数值分析结果对伸展臂的指标确定和设计有重要的指导意义。 膜结构是一种新型空间结构形式，本文采用非线性有限元方法进行膜结构的找形分析，将找形后的的膜面与钢结构组成整体，对膜结构在各种不同工况作用下的反应进行了计算分析，并与传统的屋面板结构模型的计算结果进行了比较。