降低飞行器的结构重量是飞行器设计人员永远追求的目标。飞行器的重量特性又取决于合理的结构设计思想、先进的结构材料和有效的结构型式。因此，要想降低飞行器结构重量，必须要从这三个方面着手。然而，结构设计思想受限于力学理论的发展，结构材料则受材料科学发展水平的限制。因此，短期内要想达到有效降低飞行器结构重量的目的，唯有在创新结构型式方面多加探索。皱褶芯材夹层板由于其特殊的构型，相比于如今广泛使用的加筋板、蜂窝夹层板等，具有更强的可设计性，使用前景广阔。本文对复合材料层合V型皱褶芯材的基本当量力学性能及其参数优化设计进行了研究。首先，以复合材料层合V型皱褶芯材的胞元为研究对象，结合经典层合板理论和皱褶芯材胞元的受力分析，推导出复合材料层合皱褶芯材当量拉伸/压缩弹性模量Ez和当量剪切模量Gxz的解析解，并将其与蜂窝芯材的当量力学性能进行了对比。其次，采用有限元软件Patran/Nastran建立胞元的有限元模型，对复合材料层合V型皱褶芯材的Ez和Gxz进行了数值分析。最后，采用多学科优化软件iSIGHT，设计了62组不同构型的试验设计点，据此建立了复合材料V型皱褶芯材夹层板的力学性能的代理模型，优化出了给定面密度下，使皱褶芯材的当量力学性能最佳的构型参数及铺层。本文研究结果为复合材料层合V型皱褶芯材结构的初期设计提供了简捷可靠的理论依据。