空间可展开天线作为航天器的重要组成部分,对实现航天器与控制台的数据传输有着至关重要的作用。与此同时随着材料科学的日新月异,一种可以实现自锁、自支撑和自适应的智能主动大变形新型智能材料,形状记忆聚合物(shape memory polymers,SMPs),凭借其具有质量轻、形状变形率大、成本低等优点逐渐成为国内外研究的亮点。因此可以预见,如果将这种性能优良的智能材料作为结构承载材料,无论其在航空、航天还是能源领域的应用前景都不可估量。本文以形状记忆聚合物及其复合材料的基本力学性能表征为起始点,设计并制作出一种基于形状记忆复合材料的智能铰链单元,并且将该智能铰链单元应用于空间可展开天线结构之中。其中在对材料的基本力学性能表征方面,本文首先详述了形状记忆聚合物及其复合材料的制备方法,然后通过激光切割将材料制成试验件。之后对形状记忆聚合物进行的纳米压痕试验则确切的表征了该种环氧基形状记忆聚合物的硬度。其次在对形状记忆聚合物及其复合材料的动态力学及静态力学分析中,相关的基本力学性能的表征,分别通过材料的静态黏弹性试验、动态黏弹性试验与拉伸试验得以实现。在智能铰链单元的设计方面,本文通过对形状记忆复合材料片层壳体的理论建模分析与ABAQUS有限元仿真分析,优化设计出了形状记忆复合材料片层的基本尺寸。之后又利用类似的方法,设计并制作出了一系列智能铰链原理样机,并通过智能铰链的展开测试探讨了相关设计方案的可行性。在基于智能铰链单元的空间可展开天线方面,本文分别从可展开天线的运动学分析与动力学分析入手,一方面在运动学建模分析中,通过对空间可展开天线建立运动学分析模型,构建出各个天线基板质心的运动学方程,并利用ADAMS虚拟样机技术,仿真模拟出各个天线基板质心的基本运动参数随展开时间的曲线。另一方面在动力学分析中,基于条形传递函数半解析法建立了可展开天线的动力学解析模型,随后利用ABAQUS有限元分析软件对基于智能铰链单元的可展开天线进行了模态分析,并获得了可展开天线的模态特性。最后通过悬挂法进行的空间微重力环境地面模拟展开实验,验证了形状记忆聚合物及其复合材料与基于该材料的智能铰链单元具有应用价值。综上,通过对形状记忆聚合物及其复合材料的基本力学性能表征本文对所研究智能材料的优良性能有了更深刻的了解,并且以此为契机对基于智能铰链单元的空间可展开天线机构进行的理论分析与仿真分析,证明了智能铰链结构设计的合理性。最后通过对可展开天线的运动学、动力学分析与展开试验研究,验证了形状记忆复合材料应用于空间可展开结构的可行性。