设计碳棒格栅增强橡胶复合材料,是为了适应结构发生大幅度剪切变形,例如:变体飞行器通过剪切变形实现机翼面积大幅度改变等。由于橡胶蒙皮材料厚度较小,抗弯曲刚度很小,在剪切变形下极易产生褶皱失稳现象,且工程中通常将褶皱失稳的出现认为是结构的一种失效模式,所以对于碳棒格栅增强橡胶复合材料而言,提高抵抗褶皱的能力对于碳棒格栅增强橡胶复合材料的优化设计显得尤其重要。首先对橡胶基体进行了单轴拉伸、单轴压缩、平面拉伸三类基础力学试验,将试验结果与常用的几类超弹性本构模型进行拟合,并基于拟合优度、拟合曲线与试验曲线相似性、相对偏差三方面,对拟合效果进行了评估。结果表明:三类拟合效果评估方法各有优缺点,将三类方法结合使用可以更为准确地对超弹性模型的拟合效果进行评估;基于评估结果,选用Yeoh作为适用橡胶基体的超弹性本构模型。其次采用设计的试验夹具进行了剪切试验,并通过光学数字散斑测量法探究了碳棒格栅增强橡胶复合材料的变形响应,包括褶皱失稳起始角度、现象和面外变形量。结果表明:设计的试验夹具可以完成剪切变形的施加;通过光学数字图像测量系统GOM/ARAMIS 5M可以获得褶皱失稳起始角度、面外变形云场和面外变形量,并结合试验曲线分析方法,可以实现对褶皱失稳起始角度的精确表征。最后将基础有限元模型从褶皱失稳的起始角度、试验现象以及面外变形量三个方面展开与试验结果对比,结果表明:基础有限元模型分析结果与试验结果较为吻合,并对存在的偏差给出合理解释;最后主要讨论不同初始角度、不同橡胶基体蒙皮厚度、不同细碳棒间距以及不同粗碳棒间距对于褶皱失稳影响,结果表明:各类影响因素的改变对于褶皱失稳起始角度、现象以及面外变形量影响都较大。