近年来细长柔性充气梁在航天大尺寸可展开结构领域的应用潜力逐渐被人们所重视,虽然具有高收纳比、质量小和低成本等优势,但充气展开过程中的不稳定性仍然限制充气梁的广泛应用。其中充气梁在展开过程中横截面屈曲塌缩造成的不稳定性以及展开过程中的动力学模型尚不完善等问题较为突出。本文以细长柔性充气梁为研究对象,研究充气梁弯折后充压展开过程中截面的非线性屈曲塌缩问题,建立了准静态展开过程中的恢复力矩动力学理论模型;通过试验方法研究了准静态展开过程中接触挤压力,以及截面变化对模态的影响;最后应用本文提出的恢复力矩动力学模型预报了Z形折叠结构和卷曲折叠结构充压展开过程动力学特性。首先,本文基于Timoshenko梁理论得到充气梁弯曲过程中的轴向应力与外部等效压力假定关系,引入椭圆化刚度增强系数得到了充气梁展开过程中截面径向屈曲位移,从而建立了截面椭圆化几何非线性模型。依据能量法原理得到准静态展开过程中由于气压作用于充气梁面积不等的上下表面而产生的展开恢复力矩,进一步建立了考虑接触与截面变化的准静态展开恢复力矩模型,给出了充气展开过程由接触产生为主的恢复力矩转变为由截面变化为主的恢复力矩的二阶段特性。然后,本文设计并进行了充气梁准静态展开过程中弯折部分下表面挤压处接触力的测试试验,分析了测试结果并与准静态展开恢复力矩模型中的简化接触模型进行对比。基于模态测试系统测量准静态展开过程中充气梁的前两阶固有频率与振型,讨论了不同展开角度时接触力与截面变化对充气梁模态的影响规律,验证了在模型中引入摩擦与截面变化的必要性,模态测试的准确性通过有限元仿真模拟结果被验证。最后,本文通过几何离散化和引入展开阈值的概念,应用准静态展开恢复力矩模型,构建了大尺寸Z形折叠与基于Z形弯折的离散化卷曲折叠空间结构充压展开模型。与其他展开动力学模型的对比验证了本文展开动力学模型在展开过程中的稳定性优势。讨论了Z形与卷曲折叠结构展开动力学受充气压力、展开方式等的影响规律。该仿真模型预报了折叠结构展开过程中的动力学变化规律,为大尺寸空间结构展开过程预测提供了研究基础。