对由碳纤维增强的复合材料面板和Nomex蜂窝组成的夹层结构进行长梁弯曲试验，分析了复合材料面板不同铺层形式对夹层结构失效载荷及弯曲刚度的影响，根据夹层结构不同失效模式对其失效载荷进行了预测。研究结果表明：试验载荷-位移曲线整体呈现非线性。面板铺层为[0/90]的夹层结构在载荷达到破坏载荷的60%时，载荷-位移曲线出现非线性，材料出现损伤；相比而言，面板铺层为[+45/ -45 ]的夹层结构在载荷为破坏载荷的53%后发生损伤导致载荷-位移曲线显示非线性。面板铺层为[0/90]夹层结构的弯曲刚度比[+45/-45]铺层夹层结构的略高，这是由于0度层的面板增大了夹层结构弯曲刚度。对夹芯结构面板压缩破坏及芯子剪切破坏两种失效模式下破坏载荷进行了预测，基于面板压缩破坏的预测结果与实验结果吻合较好，可以很好地反映夹层结构的破坏机理。