目前,火工品连接释放装置在航空航天领域广泛使用,但其不可重复使用,爆炸时产生高量级冲击、气体污染和爆炸碎片等问题,甚至可能出现误爆和失效,有一定的局限性。形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）有较好的形状记忆特性与回复能力,且可实现重复使用,其作用过程较为平稳,不会对结构本体产生冲击与振动,在航天航空结构上的应用逐渐受到重视与认可,因此,有必要深入研究一种新型的形状记忆合金连接释放装置,打破现有技术的局限性。本文以太阳翼展开为应用背景,研制一种以形状记忆合金为驱动源可重复利用的小冲击、快速响应的大载荷连接释放装置。本文从实际工程应用出发,结合设计需求分析,确定三级触发连接释放装置为最优结构方案。对装置结构进行详细设计,包括运动学分析、动力学分析及主要结构的静力学强度计算。运动学分析确定各组件的触发位移与角度之间的关系;动力学分析得到装置释放需要的驱动力与解锁力,并作为强度计算依据;静力学强度分析与计算确保主要零部件的强度使用要求。对SMA的本构模型进行表征,并结合SMA驱动器形式,推导出驱动器的数学模型,以此作为驱动器设计的理论基础。通过相变温度和单轴拉伸实验,得到材料性能参数;选择Brinson本构模型为设计依据,得到SMA在高、低温情况下的应力应变关系,并借助MATLAB软件对其在三种边界条件下的回复情况进行研究;最后推导出SMA驱动器适合工程应用的应力、应变与温度之间关系的数学模型。开展SMA突变载荷驱动器的设计。通过对驱动器力学模型分析,完成偏置弹簧和SMA丝的参数设计以及驱动器的结构布置;通过温度响应分析与加热仿真实验得到SMA丝的温度响应特性,结合SMA驱动器的数学模型进一步推导得到SMA驱动器的应力、应变与时间之间的关系,并进行回复能力实验验证设计的正确性。进行SMA三级触发连接释放装置的动力学仿真和原理样机试验。借助Adams软件对装置的释放过程进行仿真,印证了装置设计和机构分析的正确性;成功研制了装置的原理样机,并利用样机进行了解锁阻力测试、功能性试验、可靠性试验以及冲击检测试验等地面实验。通过试验得到了原理样机的释放时间、最大释放次数、最大承载力以及最大冲击等性能指标,结果表明装置满足设计需求,具有很好的工程应用价值。