形状记忆聚合物复合材料（Shape Memory Polymer Composite,SMPC）兼具形状记忆聚合物（Shape Memory Polymer,SMP）的形状记忆性能以及增强相优异的力学性能,逐渐成为空间可展开结构的研究热点。然而目前缺乏对SMPC的变形行为及损伤机制的研究,相应地空间可展开结构设计缺乏理论依据,这限制了其在航天工程上的运用。在此背景下,本文选用一种耐空间环境的形状记忆环氧树脂制备了SMP及其复合材料。在表征材料的力学性能和参数基础上,建立了纤维增强SMPC的面内屈曲和面外屈曲力学理论模型。此外分析了基于SMPC的Ω型结构变形行为。最后,基于Ω型结构设计了SMPC豆荚杆,经性能验证后将其装配到柔性太阳翼中,并成功完成了在轨展开验证。首先,表征了环氧基SMP的动态热力学性能、静态拉伸和剪切性能,获得了材料的玻璃化转变温度、拉伸强度和剪切强度等重要性能参数。在此基础上,制备了单向纤维增强和纤维布增强SMPC。采用动态热机械分析仪、静态力学测试系统和扫描电镜等方法系统地分析了两种复合材料的力学性能和参数,并揭示了温度对SMP及其复合材料力学性能和损伤模式的影响规律。其次,建立了纤维增强SMPC面内屈曲的变形理论模型,给出了弯曲过程中的关键参量及其演化规律。探究了温度、厚度和纤维体积含量对临界屈曲曲率、应变能、半波长和振幅等参数的影响规律。纤维是否会屈曲主要受温度和纤维提体积含量影响,与厚度无关。分析发现面内屈曲存在基体破裂、层间分层和纤维拉伸断裂等三种损伤模式,定量地给出了损伤模式、损伤极限与材料参数的关系。与此同时,考虑压缩区基体的压缩应变,推导出基体剪切破裂和纤维断裂两种损伤模式的应变能,然后利用最小能量原理得到了关键参数。此外,推导出弯曲过程中的关键力学参数的解析表达式,并揭示了演化规律。通过对单向纤维增强SMPC进行弯曲实验,验证了理论模型的正确性。紧接着,构建了纤维增强SMPC面外屈曲的变形理论模型,给出了变形演化过程中的关键参量,并与面内屈曲对比。考虑压缩区基体压缩应变,计算了面外屈曲的应变能,并获得了中性层位置、半波长和幅值等关键参数。面外屈曲的应变能、弯矩和等效弯曲刚度相比面内屈曲更大,但半波长和幅值更小。同时,面外屈曲相比面内屈曲多了纤维屈曲断裂损伤模式。此外,面外屈曲的损伤极限与材料参数的关系被定量分析。然后推导出基体剪切破裂和纤维断裂两种损伤模式的应变能,并利用最小能量原理得到了关键参数表达式。此外,研究了基于SMPC的Ω型结构变形行为。将屈曲变形理论引入基于单向纤维增强SMPC的Ω型结构中,确定了Ω型结构设计中不同纤维体积含量下圆弧半径和厚度的安全许用区域。另一方面对纤维布增强SMPC的Ω型结构进行变形测试和分析,研究发现存在层间分层和压缩表面基体破裂两种损伤行为。损伤机理分别是纤维层间基体剪切变形和纤维束重叠处基体的剪切变形。损伤行为并未对形状记忆性能造成致命损伤,经十次测试后回复率仍能保持在90%以上。此外对两种损伤行为初始损伤位置和影响因素进行理论分析。有限元分析结果与理论分析结果吻合较好,验证了理论分析的正确性。最后,基于Ω型结构设计和分析了SMPC豆荚杆结构。根据片层的损伤极限、结构刚度和展开收纳比对豆荚杆的结构参数进行设计。分别通过理论、实验和有限元仿真探究温度对结构固有频率的影响规律。采用红外热成像仪和三维全场应变测量系统分析了豆荚杆回复过程中表面温度分布和回复应变的演变规律。经过十次热机械变形循环发现其具有良好的可重复性和高回复率,高回复率的机理是回复尾期内腔鼓起,结构恢复稳态。经地面性能验证后将其装配到柔性太阳翼,并在地球同步轨道成功完成了在轨展开验证。