随着飞机结构减重要求的不断提高和先进复合材料结构在飞机上的大量应用，夹层结构因质量轻、具有较大的弯曲刚度和强度，在航空领域应用日益广泛，已在某些次结构甚至主结构上得到应用。为了进一步地提高飞机复合材料夹层结构的设计性能，安全性和经济性，需要对此种结构的极限承载能力进行充分地研究。本文主要研究复合材料泡沫夹层板在受面内载荷作用下的极限承载能力分析方法，以及复合材料泡沫夹层板的极限承载能力特性。首先对夹层板进行了力学分析，给出了夹层结构的截面特性和平衡方程；对夹层结构的屈曲分析，得到简支各向同性夹层板屈曲因子表达式；并进行了夹层结构的失效模式分析。研究了基于非线性理论的极限承载能力分析方法。考虑结构的几何非线性，引入材料强度失效准则，对复合材料进行逐层失效分析，把结构的稳定性问题和强度问题联系在一起。采用位移加载，通过非线性有限元计算，给出载荷位移曲线，得到结构的极限载荷。针对典型的复合材料泡沫夹层板，在受面内载荷作用下的极限承载能力，并研究了夹层板厚度、泡沫种类对极限载荷的影响，对比分析了夹层板和层压板的承载能力。最后在某飞机典型试验盒段的复合材料泡沫夹层蒙皮结构的极限承载能力分析上进行了应用。