由于薄膜具有轻质、柔性、可折叠等特点,已广泛应用于航天、建筑、生物等领域。薄膜结构在受到压力作用时,很容易发生屈曲失稳并产生褶皱。目前关于褶皱的研究已有很多,但大部分集中在均匀载荷作用下的薄膜褶皱形貌和机理,很少有关于复杂载荷形式对褶皱形成的影响的报道。本文提出了由底部固支的栅格和铺设在栅格上方的薄膜组成的薄膜-栅格结构,并以薄膜-栅格结构为研究对象,利用理论分析和数值模拟等方法,分析了薄膜-栅格结构的屈曲问题,研究了影响结构失稳模式的因素。最后根据栅格失稳变形的特点,分析了薄膜在不同正弦形式的载荷下产生不同褶皱形貌的机理。主要工作如下:1.研究了方形栅格结构的屈曲和影响因素。发现栅格结构屈曲后其薄壁上会出现正弦半波,但栅格结构仍保持周期性。通过开发有限元软件ABAQUS的周期性边界条件,使用周期模型分析了栅格结构的失稳特征。2.研究了两端夹支的矩形薄膜的褶皱形貌。通过理论和有限元方法,获得了褶皱的波长和幅值随载荷的变化趋势,揭示了薄膜产生褶皱这种高阶失稳现象的机理,分析了褶皱波长随载荷的增大而减小的原因。3.研究了薄膜-栅格结构的屈曲问题。发现了当栅格发生不同失稳模式时,薄膜上产生了不同的褶皱斑图。使用量纲分析和有限元模拟的方法,分析了薄膜-栅格结构的屈曲特征及影响结构屈曲模式的因素。通过分析褶皱的轮廓,进一步得到了褶皱形貌的特点以及褶皱形貌随着载荷的变化趋势。4.研究了正弦载荷作用下方形薄膜的褶皱形貌。通过分析褶皱的应力场,解释了薄膜形成特殊褶皱形貌的原因。通过对比不同载荷形式下的褶皱形貌,研究了载荷形式和边界条件对褶皱形貌的影响规律。