临近空间飞艇具有可定点飞行、留空时间长、探测范围广和可实现综合信息服务等优点。目前,我国已经将平流层飞艇研发设定为国家战略需求。外蒙皮材料的力学性能对飞艇整体结构受力稳定性起到关键作用。但是,蒙皮材料可能会由于内部缺陷或者外部尖锐物体刺入产生裂缝。如果裂缝发生扩展,则可能导致飞艇整体结构的破坏。目前,国内外对于飞艇材料的撕裂性能机理还没有较为系统的研究。本文以一种新型飞艇蒙皮材料为研究对象,对材料的拉伸以及撕裂力学性能进行试验分析以及理论研究。首先,通过试验确定了材料加持端的加固方案。然后,通过分析膜材单轴加载、纱束以及涂层单轴加载规律,结合材料经纬纱束卷曲特性,揭示了材料拉伸力学响应特性原因。并从应变能角度出发,确立了膜材的本构方程。同时,采用单轴循环试验对材料的弹性常数变化以及分布特征进行了深入考察。其次,通过单轴和双轴中心撕裂试验,分析了加载速率,切缝长度,切缝角度以及加载比例对膜材撕裂性能的影响。试验结果证明了等效长度概念在平纹织物类膜材撕裂分析中应用的可行性。同时,对比分析了材料在单双轴加载情况下撕裂力学特性异同。最终,提出一种预测膜材容许承载力以及容许切缝长度计算方法。第三,验证了膜材单轴拉伸情况下,中心撕裂和单侧边撕裂试验方法具有等效性。同时,研究了试件宽度对膜材撕裂性能测定的影响。结果表明,试件宽度对于测定材料撕裂特性具有极大影响,且切缝长度与试件宽度的比值(缝宽比)不能独立作为评定材料撕裂性能的参数。同时,为了对撕裂后的膜材进行补强,进行了材料的焊接性能试验,研究了材料焊接后拉伸力学响应变化。第四,基于蒙皮材料的平纹编织特性,采用传统有限元(FEM)与扩展有限元(XFEM)两种方法,对材料的撕裂扩展以及切缝附近应力应变场分布进行了深入分析研究,探讨了膜材撕裂破坏机理。数值分析结果表明,切缝处应力场为非线性下降分布,并且在远离切缝的一定距离处的应力分布达到稳定。本章研究的结果为材料撕裂理论推导提供基础。第五,基于应力场理论,推导了一种膜材撕裂机理模型。此模型在分析过程中只关注纱束之间增量力的传递,并假定经向纱束之间力的传递为等比数列。同时计算推演得到了无限宽平面情况下膜材撕裂特性分布。并与Thiele经验公式进行对比,验证了此理论计算的有效性。再者,通过带入斜切缝情况下试验数据,验证了模型可以针对任意角度的切缝进行模拟,具有广泛的适用性。最后,对本文的研究成果进行了总结,并指出了今后的研究方向。