本文针对非均匀分布蜂窝夹芯仪器安装板的优化设计问题展开研究。通过对非均匀蜂窝夹芯结构进行材料布局优化,改进均匀分布蜂窝夹芯仪器安装板的设计方式,同时实现提升结构刚度与降低结构质量的设计目标,从而提高蜂窝夹芯仪器安装板的整体力学性能。首先通过多种常用蜂窝夹芯结构等效理论的比较分析,确定较合理的仪器安装板结构简化建模方法;建立均匀典型仪器安装板的结构动力学分析模型;并分析芯子规格参数、面板厚度、夹层板厚度以及仪器质量等影响因素对均匀分布仪器安装板结构动力学特性的影响规律。然后基于蜂窝夹芯结构等效理论,借鉴有限元方法节点插值算法的思想,提出一种针对非均匀蜂窝夹芯结构的材料布局优化方法,并对其正确性进行验证;建立了方板、环板等四种典型仪器安装板非均匀蜂窝夹芯结构的优化模型,以仪器板基频最高为目标,寻找最优芯子规格参数、面板厚度和蜂窝板厚度分布,详细分析了仪器质量、结构质量约束、仪器板几何构型等因素对优化结果的影响规律。最后,针对某卫星实际仪器安装板结构,建立非均匀分布蜂窝优化模型;应用所提出的优化方法,将仪器板分为若干优化区域,分别在固支与简支两种边界条件下,对蜂窝芯子规格参数的分布进行优化。结果表明,固支与简支边界条件下,通过优化蜂窝芯子分布,保持卫星仪器安装板质量不变情况下,仪器安装板基频分别提高14.6%和5.5%。研究结果可为卫星仪器安装板改进设计提供参考。