复合材料泡沫夹芯结构可以提高结构抗弯刚度和结构效率,降低制造成本,在航空领域应用日益广泛。夹芯结构中面板与芯材一般采用胶结连接,面板与芯子之间的界面连接强度较低,最典型的失效形式就是面板与芯材粘接处失效造成分层,并产生局部强度破坏,进而影响泡沫夹芯结构的整体强度,从而限制了其在飞机结构上的进一步应用。缝合可以加强面板与芯材间的连接,抑制分层,从而在不需大量增加重量的前提下,提高结构面外性能。目前,此类结构的研究主要集中在制造工艺及通过试验进行性能测试方面,力学模型建立和数值分析等方面的研究工作开展较少。为了扩大缝合复合材料泡沫夹芯结构在飞机结构上的应用,首先需要解决的问题就是刚度和强度预报。本文从缝合复合材料泡沫夹芯结构的细观特征分析入手,预测该结构的刚度。缝合层压板细观特征主要包含纤维弯曲角度、纤维弯曲长度、纤维弯曲区域宽度、缝线等效直径和树脂填充空隙五个参数。对不同缝合密度和缝合角度层压板的细观特征进行测量和统计分析,并建立缝合层压板五个特征参数之间的关系,据此确定缝合复合材料泡沫夹芯结构面板的细观特征参数,作为代表体元分析法的基础假设。并建立三维有限元单胞模型分别预测缝合复合材料单向板、缝合复合材料层压板和缝合复合材料夹芯结构的刚度性能。本文建立的缝合复合材料泡沫夹芯结构细观力学分析模型可以较真实地模拟纤维的局部弯曲和预测缝合泡沫夹芯结构的刚度。此模型适用于0°,±45°,90°铺层的缝合单向板、缝合层压板以及面板为0°,±45°, 90°铺层任意组合的缝合复合材料泡沫夹芯结构的刚度预测与分析。并利用该模型讨论了纤维弯曲、富树脂区、缝线直径、缝线材料、芯材厚度、芯材材料对缝合复合材料泡沫夹芯结构刚度的影响。