气动弹性实验是一种验证理论模型、研究理论无法解释的现象、验证新型气动弹性系统安全性和完整性的方法。对于飞行器而言,气动弹性风洞实验,凭借其可靠性高和代价低的优势,成为飞行器颤振设计研究的主要方法和手段。其中,二元翼段作为一种典型翼段模型,在验证气动弹性理论、研究相关的颤振机理等方面被广泛应用。本文针对二元翼段模型,设计了一基于沉浮-俯仰的二自由度弹性支撑的颤振试验模型,并对该颤振试验模型进行地面振动试验和风洞试验,通过试验验证其在气动弹性研究中的适用性,主要内容如下:基于沉浮-俯仰自由度弹性系统的典型翼段理论模型,应用推导其运动方程,模型的气动力引用西奥道生的非定常气动力,之后,选用V-g法求解模型的颤振速度,将其结果作为后续设计的参考依据。依据二元翼段的数学模型,设计一个二自由度弹性支撑颤振试验装置,分别介绍了该弹性装置的沉浮支撑刚度和俯仰支撑刚度的模拟方法。该装置将实现对沉浮支撑刚度和俯仰支撑刚度的单独调整,可满足颤振试验可在不同支撑刚度下进行的需求。应用有限元仿真软件,建立设计的颤振试验模型有限元模型,通过结构动力学计算和颤振计算,分析该模型的颤振特性,验证模型设计的可行性。并将有限元计算结果与利用V-g法直接求解颤振行列式的结果进行对比,通过二者良好的一致性,进一步说明计算结果的准确性。依据仿真计算的结果,对模型进行地面振动试验,参考振动试验的结果对该二元模型进行风洞试验,介绍了风洞试验模型安装、数据采集以及后续数据的处理方法。最后,对三自由度模型进行试验,用以验证该试验装置的可行性。本文成功设计了一沉浮-俯仰二自由度弹性支撑的颤振试验模型,一系列的试验结果表明,本装置实现对俯仰刚度的单独控制,并验证其试验模型在气动弹性中就有适用性和可行性,该装置对于飞行器颤振特性探索具有重要的研究意义。本文所设计的典型翼段颤振试验模型,成功地揭示了弯扭耦合颤振的机理利用具体试验实现对弯扭耦合颤振这个复杂力学问题的复现。