智能材料与结构是一门新兴的综合科学,是当前发展的国际前沿学科之一,受到人们越来越多的关注。形状记忆材料是智能复合材料的主要组成部分之一,具有形状记忆效应,可作为新型航天材料应用于空间可展开结构。本文针对应用于空间可展开结构的形状记忆材料开展研究,表征了形状记忆聚合物、形状记忆合金基本力学性能,重点考察了四枚缎纹编织增强环氧树脂复合材料的动态力学性能。在此基础上,完成了基于形状记忆合金形状记忆效应的主动器设计、研制和初步性能验证。根据某探测器论证,设计了一种新型盘绕式伸展臂,对其进行了结构设计和模态分析。首先,作者利用研制的形状记忆聚合物,分别进行了动态力学性能试验和常温下的单轴拉伸力学性能试验,得到了储能模量(E)、损耗角正切值(tanδ)与温度(T)的关系曲线,利用DIC数字散斑技术测得了形状记忆聚合物的应力场和位移场,计算得到了泊松比和剪切模量。其次,对三种四枚缎纹编织增强复合材料分别进行了动态力学性能试验,试验表明该复合材料相变前后储能模量相差超过一个量级,具有良好的形状记忆能力。在环氧树脂中植入碳纤维织物增强复合材料会导致玻璃化转变温度(T_g)、tanδ降低,而E显著增强,同一种形状记忆复合材料经、纬向的T_g、tanδ基本相同,但E相差很大,比较了由tanδ和E_l曲线峰值确定的T_g之间相互关系。再次,对形状记忆合金分别进行了示差扫描热分析试验和单轴循环拉伸力学性能试验,基于形状记忆合金设计了一种智能复合材料主动器,并进行了初步功能试验,对试验存在的不足进行了分析。最后,根据某探测器论证,设计了一种分段展开的盘绕式伸展臂,阐明了伸展臂各部分相互关系,分析了加劲索、加劲索预应力、杆件截面对模态的影响,对组装的伸展臂进行了模态试验,测得了三种激励模式下的模态和固有频率,可为工程设计提供依据。