智能变形飞行器可改变外部形态以调整其气动外形,从而实现在不同的飞行环境下根据飞行任务要求保持最优的飞行效率。通过变形技术,智能飞行器实现单一飞行器执行多任务、达到多目标运用,并节省燃油提高飞行半径,已经成为了下一代飞行器研究的热点方向。传统的刚性蒙皮无法实现在智能飞行器在改变外形的同时,做出相应的形变和调整,因而,新型的柔性蒙皮材料的开发势在必行。由于柔性蒙皮材料需实现柔性变形甚至大的超弹性变形,且柔性蒙皮技术集传感、控制、驱动、新材料、新技术等诸多难题为一体,目前仍无妥善解决方案。本课题采用蜂窝结构夹层材料为基础实现超弹性柔性蒙皮,通过对蜂窝夹层材料进行柔顺化设计和大变形设计,以研制出光滑柔顺变形大,承载能力强、轻质、安全可靠的新型蒙皮材料。而蜂窝夹层支撑面板,承担面外气动载荷,其变形能力、变形特点、和承载能力限制着超弹性柔性蒙皮的性能。在保证其承载能力和轻质的基础上,实现大的柔顺应变能力,并根据变形的需要布置不同变形力学特性的蜂窝夹层是超弹性柔性蒙皮研制的基础问题之一。课题组获得了国家自然科学基金项目“超弹性蒙皮结构的变形机制与优化设计研究(编号：51075380)”。本文旨在通过拓扑结构研究提高蜂窝夹层的变形柔度和应变能力,使其适应大变形的需要。对梁模型的基础的六边形蜂窝结构的变形力学特性进行了总结归纳,对其变形机制进行了探讨,研究了正负泊松比组合蜂窝夹层的变形特性；设计了蛇形环手风琴式蜂窝夹层,并对其变形特性进行了理论、实验和仿真分析；用有限元法对直板手风琴式蜂窝夹层的大变形特性、最大应变能力进行了分析,并对其进行了结构参数优化。一、对智能变形飞行器及其研制进行了详细介绍,并介绍了超弹性柔性蒙皮的研制的挑战和进展,并对蜂窝结构材料研制超弹性柔性蒙皮的作了分析介绍,阐述了课题的来源、研究意义以及研究难点和研究方法。二、在梁模型的基础上推导了六边形蜂窝夹层的等效弹性模量、泊松比、和最大应变量的理论表达公式,对参数变化对变形特性的影响作了定性研究和总结,并对其变形机制进行了探讨。设计了正负泊松比组合蜂窝夹层结构,实现六边形蜂窝夹层零泊松比变形特性和泊松比的分布式布局,分析了其受力变形特性,为蜂窝夹层拓扑结构对变形特的影响进行了初步的探讨。三、设计了一维大变形柔性蛇形环手风琴式蜂窝夹层,在梁模型的基础上,用能量法推导了蛇形环手风琴蜂窝芯的等效弹性模量理论公式和最大应变能力的理论公式；用65Mn加工的代表单元进行了实验,对该结构的变形特性进行了研究总结,实验结果表明可以看出该模型单元具有很强的变形能力和很好的变形柔度,能满足一维大变形柔性蒙皮变形特性的需求。四、用ANSYS有限元法软件对直板手风琴式蜂窝夹层的大变形特性进行了研究分析,通过其弹性模量随应变而变化,得出其变形的非线性源于几何形状的变化的结论；对其最大变形量进行了仿真模拟,并进行了拓扑结构优化,为蜂窝结构材料拓扑结构设计提供参考。