论文主要是对干气密封系统中的弹性元件波纹管进行研究,介绍了波纹管在国内外的发展和使用情况,本文利用连续化方法将组合结构波纹管膜片中的扁锥壳部分和圆弧部分认为是圆环薄板所具有的初挠度,然后根据非线性动力学基本理论,建立了扁圆锥壳-圆弧-圆环板组合结构波纹管膜片非线性动力学控制方程,对组合结构波纹管膜片在复合载荷作用下的大变形问题进行了分析和计算,同时研究了组合结构波纹管膜片在动静载荷协同作用下的非线性固有频率问题。为组合结构波纹管膜片在实际应用中提供了依据。首先介绍了干气密封系统中波纹管的发展现状和研究意义,列举了不同类型的波纹管,并且阐述了国内外对波纹管材料的主要研究方法。其次,采用连续化方法在非线性大挠度理论的基础上,对应用于干气密封系统中的扁圆锥壳-圆弧-圆环板组合结构波纹管膜片进行了非线性大变形理论分析,根据修正迭代法,对组合结构波纹管膜片的非线性大挠度进行了求解,同时通过二次近似解分析波纹管扁圆锥壳部分不同倾斜角的斜边的波形在圆弧最大挠度处的膜片非线性承载能力,并且在同一波形的基础上分析了波深、圆弧半径等参数在圆弧最大挠度处的膜片承载能力。最后,对应用于干气密封系统中的扁圆锥壳-圆弧-圆环板组合结构波纹管膜片进行了非线性固有频率求解,建立组合结构波纹管膜片的力学模型,在组合结构波纹管膜片非线性大变形理论的基础上,利用哈密顿原理,推出了组合结构波纹管膜片的一系列方程,再利用摄动变分法对组合结构波纹管膜片进行求解,通过一次近似、二次近似和三次近似求得了组合结构波纹管膜片的非线性固有频率解析值。研究了在不同的最大振幅、波纹管膜片的矢高、膜片倾斜角和圆弧波长下固有频率与载荷的特征关系。