随着深空探测与卫星通信技术的快速发展，空间大口径反射面天线作为核心有效载荷，正面临着发射包络受限与在轨大口径需求之间的突出矛盾。卷曲肋式可展天线凭借结构简单、收纳比高且能够实现大口径等优势，成为当前可展天线领域的研究热点。抛物面径向肋作为该类天线的核心承力部件，其自身的卷曲力学特性直接决定了天线的收纳比、展开驱动力以及无损折叠能力。然而，现有研究大多集中在截面与曲率恒定的直管状复合材料伸展臂上，针对具有变曲率特征的抛物线可展复合材料肋的大变形卷曲行为研究尚不充分。直管模型的理论框架无法准确预测变曲率可展复合材料肋的卷曲力矩与铺层失效风险，因此需建立一套专门针对该构型的分析与测试方法。针对这一研究空白，本文通过解析建模、卷曲实验与数值仿真相结合的方法，系统研究了抛物线可展复合材料肋的大变形卷曲行为。首先，基于抛物线可展复合材料肋独特的抛物线轮廓与空间螺旋卷曲几何特征，建立了变曲率肋的几何模型，推导了层合板应变能与驱动力矩的解析公式，并引入Tsai-Hill与最大应力失效准则，实现了对卷曲力矩与铺层层级失效风险的同步预测；其次，采用T700/环氧树脂超薄单向带预浸料，通过真空袋成型工艺制备了无褶皱缺陷的抛物线可展复合材料肋样件，利用高精度伺服卷曲测试平台开展准静态卷曲实验，获取了力矩—角位移响应曲线及外部卷曲功，并验证了样件在完整卷曲循环后的无损恢复能力；最后，针对大变形与复杂接触导致的隐式算法收敛困难问题，基于Abaqus显式动力学方法建立了全尺寸有限元模型，完整再现了样件从展平到完全卷曲的全过程。图1展示了空间反射面天线的分类及抛物线可展复合材料肋构型，给出了抛物线轮廓方程及截面参数；图2展示了层合板铺层、卷曲中心线几何关系、空间螺旋卷曲过程及应力转换状态，是解析模型推导的核心依据。图3对比了实验与数值模拟的卷曲过程并展示了有限元模型装配与边界条件，直观反映了模拟构型与实际卷曲状态的高度一致性；图4则通过力矩—角位移曲线对比（图4a）、总外部卷曲功柱状图（图4b，实验均值3198.74 mJ，有限元预测3047.68 mJ，理论预测3000.14 mJ）及相对误差分析（图4c），全面验证了所提方法的准确性。研究结果表明：基于抛物线轮廓和螺旋卷曲几何特征建立的解析模型能够快速求解层合板应变能与驱动力矩，结合Tsai-Hill和最大应力失效准则，可在初步设计阶段同时预测卷曲扭矩与铺层失效风险，为参数迭代提供高效工具；显式动力学有限元模型能够准确再现从展平到完全卷曲的全过程，数值模拟得到的总外部卷曲功与实验平均值的误差仅为-4.72%，且力矩—角位移曲线与实验数据吻合良好；解析模型预测的总外部卷曲功与实验平均值的相对误差为-6.21%，满足工程分析精度要求，得益于极高的计算效率，可用于抛物线可展复合材料肋前期的快速多方案选型与铺层优化。失效评估结果显示，解析与有限元方法预测的最大Tsai-Hill和最大应力失效指标均小于1（分别为0.92和0.87；0.81和0.82），与实验中试件卷曲后无明显表面损伤且完全回弹的现象一致，应力集中和高风险区域主要出现在距离中性面最远的0°铺层中，其他铺层承受应力较低、失效风险较小。综上所述，本文提出的解析与数值工具能够快速评估PDCR的卷曲行为，为空间天线肋的型面设计与铺层优化提供了坚实的理论基础与实验支撑，该方法亦可推广至太阳帆、太阳翼等其他可展复合材料薄壁结构的设计中。

反射面天线；抛物线可展复合材料肋；卷曲行为；驱动力矩；失效准则