变体机翼是当前变体飞行器研制的关键部件,要求机翼蒙皮结构同时具备柔顺、承载、轻质、高强等性能。蜂窝结构由于其轻质、可设计性强和力学各向异性优异的特点,而且零泊松比蜂窝结构在变形过程中不会出现正泊松比蜂窝结构或者负泊松比蜂窝结构的马鞍形和拉涨等现象,可以作为支撑结构应用到变体机翼中。将超弹性材料和蜂窝结构相结合是当前变体飞机领域内公认的最有前景的复合式柔性机翼结构。在本文中,开展了新型零泊松比蜂窝结构设计、碳纤维复合材料零泊松比蜂窝结构制备和力学性能分析,以及基于新型蜂窝结构在变体机翼中的应用等研究工作。本文的主要研究内容如下:首先,本文提出了一种新型零泊松比蜂窝结构,采用结构基因力学多尺度分析方法对蜂窝单胞结构进行均匀化分析,建立了蜂窝结构的精细化有限元模型,对结构基因力学方法预测的等效弹性模量进行了验证。分析了蜂窝结构几何尺寸参数对其等效力学性能的影响规律。与四角星形蜂窝结构相比,新型蜂窝结构保持了零泊松比特性,而且面内变形能力以及抵抗面外变形的能力更优。其次,采用嵌锁组装工艺和碳纤维复合材料制备出新型零泊松比蜂窝结构。分别开展了蜂窝结构侧压和三点弯曲力学性能测试,得到了相应的极限载荷值,并结合有限元方法进行了蜂窝结构失效分析,讨论了复合材料铺层以及蜂窝结构几何参数对于极限载荷值的影响。与3D打印工艺相比较,嵌锁组装工艺在制备碳纤维复合材料蜂窝结构时可以更好的发挥出复合材料可设计性强的优点。最后,以实现机翼后缘变弯度为目标,设计了以新型零泊松比蜂窝结构为支撑结构、硅橡胶-波纹结构为柔性蒙皮以及采用气动肌肉作为驱动装置的后缘可变弯度机翼。针对柔性蒙皮在弯曲变形过程中产生的褶皱问题,通过理论推导、仿真分析和试验观测,提出了硅橡胶蒙皮局部增厚的褶皱抑制方法。完成了变弯度机翼的关键组成部件制备与组装,通过对该机翼样段的变形测试试验,验证了上述新型蜂窝结构和蒙皮褶皱抑制方法在变体机翼中的应用可行性。