复合材料如蜂窝夹层结构在包括航天工业的各个领域得到了广泛的应用,且其用量的多少成为衡量航天器先进性的重要标志之一。由于航天器发送成本较大,研究蜂窝夹层结构的承载力学特性,并且在满足承载要求的前提下,开展轻量化的研究具有较大的实际工程意义及经济意义。本文以某型号壁挂式箱体结构为研究对象,主要完成了以下工作：(1)根据“三明治”板等效理论,将碳纤维层合结构及铝蜂窝夹芯结构等效成三层面内准各向同性材料。建立有限元模型计算得到蜂窝夹层结构及碳纤维桁架结构的等效力学参数,并分析了薄壁厚度、蜂窝臂长等几何参数变化对力学性能的影响。(2)采用解析法、实验法对有限元法得到的等效力学参数结果进行比较验证。针对解析法及有限元法在夹芯面外弹性模量结果与实验法存在误差这一方面,建立了考虑薄壁屈曲失稳的蜂窝结构计算模型,并对其进行了特征值及非线性屈曲分析,完善了夹层结构的等效力学参数。(3)完成了以有限元法为基础的整体结构建模、多工况的仿真计算。进行了静态、模态、谐波及瞬态响应计算及各部件(包括碳纤维面板、碳纤维桁架杆、铝合金蜂窝夹芯及铝合金接头)的位移及应力分析,通过对仿真结果的分析找到了结构承载的薄弱区域及对应的工况载荷条件。(4)完成了以有限元法为基础的薄弱区域局部细化结构建模,通过施加边界条件插值载荷,得到了整体结构代表性单元的计算载荷条件并完成了弹性承载计算。根据安定理论,采用数值求解的方法,得到了代表性单元的安定载荷系数,实现了结构承载的优化。