空间伸展臂是最基本的一类空间展开折叠结构，是研究开发大型空间可展结构体系的基础，目前研究与应用十分活跃。薄壁管状空间伸展臂通过地面收拢存储弹性应变能，在轨应变能逐渐释放形状回弹，恢复其初始形态，最后完成展开直至稳定状态，具有收展机构简单、质轻、展开可靠性高等优点。美国、俄罗斯等从二十世纪六十年代就已开始研究并成功应用。我国从上世纪九十年代初开始了空间可展开结构技术研究，开展了一些伸展臂的新概念探索、分析理论与工程样机研究等。本文围绕薄壁管状伸展臂的收展过程，进行力学性能分析和试验研究，主要包括薄壁管拉扁过程分析、薄壁管压扁过程分析、薄壁管拉扁过程试验、薄壁管压扁过程试验、试验与数值模拟结果对比分析及薄壁管伸展臂两种不同收展过程分析。首先，根据薄壁管段拉扁和压扁机理，给出薄壁管段拉扁、压扁过程数值分析方法，深入比较分析了各力学性能变化规律，包括针对拉扁机构建立拉扁的模拟方法，拉扁和压扁过程应力、应变和载荷-位移变化规律。其次，进行了薄壁管拉扁和压扁过程试验，并与数值模拟结果进行比较分析。给出了详细的试验方案，通过对试验测试结果与计算分析结果的对比分析，得出第二章中的模拟分析方法可靠，可以得到复合材料各层的应力、应变变化规律，证明拉扁和压扁都是大位移小应变过程。同时，拉扁和压扁过程中薄壁管段应力、应变及载荷-位移都有相似变化规律，反映了薄壁管段的相似特性。最后，采用显示动力积分法，对薄壁管伸展臂的两种不同收展过程进行了数值模拟分析。通过分析两种收展过程中复合材料各层的应力、应变和能量变化规律，并对两种不同收展过程各力学特性进行对比，得到两种收展过程中等效应力、剪应力、能量都有相似变化规律，在薄壁管截面设计时主要考虑沿纤维向应力。