波纹夹芯板具有优异的力学承载特性与吸能特性,目前广泛应用于航空航天、轨道交通、海军舰船以及建筑工程等领域。正弦波纹作为典型的曲梁结构,具有几何高度非线性和非均质特性,增加了理论预测模型研究难度。本文主要研究了正弦波纹夹芯结构的承载与吸能特性,基于曲梁弯曲与剪切形变解耦假设,建立了波纹结构压缩模量与屈服强度的理论预测模型,分析了波纹单胞变形模式与塑性应变分布规律;基于塑性铰理论,建立了一套塑性铰—近似弹簧极限强度预测模型,分析了单胞几何构型对承载能力的影响。采用3D打印技术制备了多组不同梯度的波纹夹芯板,并开展了准静态压缩测试,分析了结构面外压缩情况下的承载特性和失效模式,多角度评价了结构吸能效果,揭示了吸能特性随夹芯梯度的演化规律,采用有限元分析方法对结构非线性压缩过程进行了仿真分析。研究结果表明:本文提出的理论模型能够更加有效地预测波纹结构的力学承载性能,并为波纹夹芯结构设计提供指导,对于多层波纹夹芯结构,引入芯层梯度有助于降低载荷波动度,提高结构缓冲吸能效果。