柔性蒙皮近年来成为变体飞行器研究热点之一，由于变体飞行器要求机翼蒙皮能够实现连续光滑的变形，同时能承受较大的气动载荷，因此，本文选取了一种不仅纵向变形能力强，而且横向抗弯刚度大的波纹型蒙皮进行研究。本文主要研究的内容包括以下几个方面：首先，本文对可行方向优化方法进行了探讨，详细的描述了工程优化问题中如何使得目标函数到达最优点。接着使用了此种优化方法对标准半圆形蒙皮基体的截面形状及铺层角度进行了优化设计，根据优化结果，利用有限元分析软件Patran/Nastran进行了拉伸和三点弯曲的仿真分析，并与原波纹蒙皮做了对比，仿真的结果表明：优化后蒙皮基体的拉伸伸长量是原蒙皮的两倍，承载变形量减少了44.1%。根据优化后的形状设计了拉伸试件和三点弯曲试件的加工模具，制备了原波纹和优化后波纹的蒙皮试验样件，试验件手糊成型，经过拉伸试验和三点弯曲试验，验证了仿真的准确性。其次，对优化后所得到的波纹进行了曲线拟合，并根据其拟合公式对蒙皮受拉伸载荷的情况下进行了力学分析。设计了一种多通道应变传感测量系统，此系统包括传感模块、PC机数据处理模块。并使用这套系统对优化后蒙皮在拉伸载荷的作用下各波峰波谷的应变进行了测试，验证了其力学分析模型。最后，设计了以NACA0012为原型的柔性后缘机构，并将优化后的波纹蒙皮覆在其翼面上，通过测量蒙皮波峰的应变与后缘偏转角之间的关系，为柔性蒙皮后缘的反演提供了实验数据。