复合材料夹芯结构自身具有诸多优良特性,使其在航空航天等领域得到了广泛的应用。在实际应用过程中,夹芯壁板结构对压缩及剪切载荷的屈曲失效较为敏感,但其屈曲后通常有一定的承载能力。为深入研究夹芯壁板结构的屈曲力学行为及失效机理,设计了相关试验件及试验方案进行压缩和剪切稳定性试验。进一步地,基于相关理论和试验件参数建立三维有限元模型并进行有限元分析和验证。研究结果可为复合材料夹芯结构稳定性设计提供数据支持和理论参考。主要内容包括:(1)对夹芯结构稳定性分析理论进行研究,给出了夹芯结构整体刚度及屈曲载荷的解析算法。针对复合材料面板失效,利用UMAT子程序建立了损伤演化模型,选取三维Hashin准则作为损伤起始判据,并引入不同损伤状态变量来描述损伤演化过程。针对面板与芯层脱粘失效,引入了黏聚区模型对胶层进行模拟。胶层损伤的起始判据选用二次应力准则,并且采用二次能量准则判断胶层的损伤扩展。(2)采用试验和有限元方法对泡沫夹芯壁板结构压缩稳定性及破坏机理等方面展开了详细的研究。结果表明:壁板结构在达到压缩屈曲临界载荷前处于线弹性阶段且不产生损伤,在屈曲后阶段载荷-应变曲线表现出明显的非线性;斜坡区使得壁板结构产生附加弯矩,因此更容易失稳;适当增加芯层厚度可提高结构的稳定性及承载能力;由于结构几何形状突变导致应力集中,局部破坏位置一般出现在斜坡区及其附近;面板与芯层脱胶失效是面板局部屈曲的诱因之一,进一步影响结构承载能力。(3)对泡沫夹芯壁板结构进行剪切稳定性试验与仿真分析研究。与压缩情况不同的是,剪切屈曲波形沿着拉伸轴向方向且破坏位置出现在波峰及波谷,主要原因是剪切屈曲变形导致屈曲波峰区域拉应力集中、屈曲波谷区域压应力集中。