随着人们对于飞行器灵活性、机动性以及多任务适应能力等多方面要求的提高,研究人员已经把注意力转移到可变形飞行器的研究上来。变体飞行器可以根据不同的飞行任务和环境不断地改变机翼的形状和姿态,从而使飞行器能够在不同环境中保持最优的飞行性能。对于可变形机翼的研究,欧美的一些研究机构开始得相对较早,国内也在近几年开展了相关的研究项目。从国内外的研究进展来看,目前变形翼的研究主要集中在变后掠、变弯度、变展长等单方向的大尺度变形,对飞行器飞行性能的改善有限。因此,对可实现多维度变形的变形翼的研究是有意义的。本文针对目前变形翼研究存在的变形形式单一及结构复杂笨重等问题,设计了一种基于可变形单元的可实现其展向弯度变形和扭转变形的变形翼桁架结构。通过对可变形波纹夹层板的结构形式及动物脊椎的变形原理的分析,提出了变形翼结构的设计思路:通过可变形桁架单元内小变形的积累实现机翼整体的大变形。通过对于变形阻力和结构的比刚度的比较,优选出了桁架面的结构形式;根据刚度匹配关系得到了薄板厚度与桁架构件尺寸参数之间的关系;根据轻量化设计要求,优化求解了可变形桁架单元构件的尺寸参数。对于变形翼的两种变形形式,分别研究了其变形原理和变形规律。根据梁的变形原理对其展向弯度变形进行分析,并利用Runge-Kutta法求解推导所得的微分方程,拟合出弯曲变形角度与驱动位移和驱动力的关系,并进行了有限元仿真验证;通过变形影响系数法分析了可变形桁架单元的扭转变形,利用有限元软件求解了变形影响系数矩阵等参数,进而求解了变形翼的最大扭转变形角度。考虑变形翼结构的刚度和稳定性要求,对其进行了静力学和动力学分析。分析了薄板结构对变形翼整体刚度的影响;对变形翼负载能力情况进行了研究;分析了变截面设计对结构刚度和强度的影响;并对变形翼结构的模态及影响因素进行了分析。设计并研制了基于可变形桁架单元的变形翼样机,并进行了弯曲变形和扭转变形试验以及负载测试,验证了变形翼的变形能力和负载能力及结构刚度。