张拉整体结构是一种将刚性杆和柔性索组合在一起形成的一种大跨度空间自稳定结构。它具有优良的力学性能、较小的整体质量、可调节性高以及可折叠等优点,现在正日益引起航空航天界的关注并广泛应用于可展天线、空间站的伸展臂、通信卫星等。本文构建了一种能应用于空间伸展臂和环形天线的新型圆柱形张拉整体结构,以实现结构的折叠和展开作为文章的主线,并对结构的折叠过程进行分析。首先,构建了一种力学性能较好材料利用率高的圆柱形张拉整体结构,采用整体连接矩阵表示结构中构件的空间位置关系,用总节点矩阵来确定结构的外形。并用MATLAB对圆柱形张拉整体结构进行建模,通过理论指导制作了实物模型验证结构的稳定性。其次,对结构进行参数化有限元建模,通过静力学分析得到结构在轴向压缩、轴向拉伸、弯曲、径向压缩下的刚度以及结构边数和层数对刚度的影响,同时由构件变形情况提出可行的折叠方案。通过动力学分析得到结构的固有频率、振型以及整体参数对它的影响,从而为参数的选择提供理论依据。然后,结合圆柱形张拉整体的结构特点和静力学分析结果对可能折叠的方式进行运动过程的分析,得到压缩折叠和拉伸折叠过程中索长度的变化趋势从而找到活动索以实现结构的折叠和展开。同时对杆构件之间运动副的类型进行确定,分析折叠过程中可能出现的死点位置计算两种折叠方式的收纳比。最后,对大口径圆柱形张拉整体结构进行拓扑优化以解决结构径向刚度低和容易失稳的缺陷。同时对拓扑优化后的结构在折叠过程中构件的变形情况进行分析和归纳,找出活动索确定驱动从而实现结构的折叠和展开。