充气支撑环是充气展开结构的基本组成单元,具有重量轻、承载能力强、展开可靠性高等优点,在大型空间展开结构、近空间浮空器等领域具有广阔的应用前景。本文对大口径充气天线的充气支撑环进行了分析,重点研究了在向心集中载荷作用下充气环的面内刚度以及皱曲特性,确定了充气压力,结构尺寸等相关参数对充气环极限载荷的影响。建立了充气环面内承载能力分析的试验系统,通过研制专用试验工装实现了对充气环的四点向心加载和位移的准确测量,并有效地避免了刚度测量时充气环局部屈曲的产生。通过对面内集中向心载荷作用下充气环的承载过程进行了试验分析,得到了充气压力,结构尺寸和材料属性三种因素对充气环面内刚度的影响规律。建立了充气环面内承载能力分析的有限元分析模型,得到了不同条件下充气环面内刚度的模拟值,与试验值进行的对比分析验证了充气环面内承载能力分析的有限元分析模型的正确性。对充气环的承载机理及承载特点进行了分析,建立基于薄膜理论和充气拱挠曲理论的向心集中载荷作用下充气环临界皱曲载荷的预报模型。利用预报模型分析了充气环的充气压力、环截面半径、环半径对其临界皱曲载荷的影响。建立了充气环的有限元数值分析模型,模拟了不同条件下充气环临界屈曲载荷和失效载荷,通过与临界皱曲载荷理论对比验证了极限载荷有限元模型准确性。本文建立的试验系统、充气环面内刚度和临界皱曲载荷以及失效载荷的理论预报模型和有限元分析模型为承受面内集中载荷作用的充气支撑环提供了设计和分析手段,将为充气环应用拓展奠定了基础。