薄膜结构因其轻质、造型丰富、折叠体积小等优点,广泛应用于土木工程及航空航天领域。薄膜属柔性材料,抗弯刚度小,在外荷载的作用下极易发生局部屈曲而形成褶皱。褶皱不仅影响薄膜结构的美观及形面精度,还使其应力分布及面外刚度发生改变,进而影响其静、动力行为。因此,研究薄膜褶皱后的静、动力特性及其随褶皱影响因素的变化规律,有助于深入认识薄膜的褶皱行为,对褶皱变形的准确预测与有效控制具有重要意义。目前,已有文献在褶皱影响因素及其对薄膜结构静、动力特性影响方面的研究很少。鉴于此,本文以受扭圆环膜为研究对象,采用试验和有限元方法,研究了边界条件、预张力、几何参数及材料参数等因素对薄膜褶皱变形特征及其自振特性的影响规律。主要研究工作如下:(1)本文根据试验目的及精度要求,研发了精确加载和测量的一体化试验装置,并借助激光位移传感技术对受扭圆环膜进行了试验研究,分析了扭转角、预张力及厚度对平均褶皱幅值、半波长的影响规律。(2)本文基于板壳稳定理论建立了褶皱分析模型,以ABAQUS为计算平台,采用平板型壳单元对圆环膜褶皱进行了数值研究,并将数值结果与试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的准确性及有效性,并采用通过验证的有限元模型进一步研究了边界条件、预张力、几何参数及材料参数对褶皱变形特征的影响规律及其影响机理。(3)本文采用经过有效性及精确性验证的有限元模型,考虑了褶皱变形的影响建立了薄膜的振动方程,借助Lanczos求解方法,对褶皱圆环膜的自振特性进行了数值分析,研究了边界条件、预张力、膜厚、弹性模量、泊松比、极正交比对薄膜结构褶皱后的振动频率及模态的影响规律,并对其影响机理进行了阐述。通过试验与数值研究发现:预张力、几何参数、材料参数对平均褶皱幅值及半波长影响较大,边界条件对平均褶皱幅值影响较大,但对平均褶皱半波长影响很小;边界条件、几何及材料参数对薄膜褶皱后的振动频率及模态有显著的影响,而预张力主要影响了振动模态,对频率的影响较小。