在当今航空工业追求环保效率的总环境下,结构减重作为永恒目标一直没有变。蜂窝夹芯结构基于其较高的比刚度比强度广泛应用于飞机的外部承力结构及内饰结构中。结构减重过程中给复合材料蜂窝夹芯结构带来的不同面板铺层、不同芯层高度配比而体现出来的力学性能及稳定性表现往往值得关注;在遭受极端载荷下复材夹芯结构的破坏模式往往难以预测,这些都是工程师们致力于解决的问题,夹芯结构的力学性能研究、针对蜂窝夹芯航空结构件的稳定性研究及极端载荷下破坏模式分析就显得至关重要。本文以复合材料面板蜂窝夹芯结构为研究对象,对夹芯板的三点弯力学性能进行试验及仿真分析,并对复合材料蜂窝夹芯壁板剪切稳定性进行仿真及试验研究。针对不同弯曲取向,不同面板厚度的短梁结构蜂窝夹芯板进行三点弯性能仿真及试验研究,建立试验件连续芯层非线性有限元模型,从破坏模式、极限载荷与总体承载响应三个方面验证了仿真模型有效性。获得弯曲取向、面板厚度对蜂窝夹芯板三点弯极限载荷、失效模式、性能演变的影响规律,薄面板易发生蜂窝压塌继而面板折断的失效模式,厚面板蜂窝夹芯则是蜂窝剪切破坏。根据破坏模式筛选测得芯层等效剪切刚度及强度。推导出三点弯情况下面板与芯层剪力分配关系,结果表明,面板剪力分配系数随芯层与面板的高厚降低而幂级数增长,当高厚比大于10,面板剪力分配系数在5%以内。针对不同面板铺层、不同芯层高度对蜂窝夹芯壁板稳定性影响,设计了一套满足要求的加载装置对蜂窝夹芯壁板剪切载荷作用下进行仿真和试验研究。分析不同面板铺层、不同芯材厚度的蜂窝夹芯壁板分别在剪切作用下的临界屈曲载荷及失效模式。结果表明芯层高度越高、面板铺层越厚,壁板屈曲载荷越大,在一定范围内,提高芯层高度比增加铺层更有效率。芯层高度改变能显著改变蜂窝夹芯壁板的后屈曲特性及后续破坏模式,薄芯层设计偏于保守,厚芯层设计需要兼顾面板强度限制。