随着社会的不断进步,汽车、船舶以及航空航天等高端制造业类也迎来了蓬勃发展,而传统的结构材料已经不能满足各行业的性能需求,目前迫切需要研究出性能更加优秀的新型结构材料。蜂窝夹层结构作为新型结构材料的代表,具有高比强度、高比刚度以及整体重量轻等优点,在汽车行业和航空航天得到了广泛应用。类蜂窝夹层结构作为蜂窝夹层结构的一种创新结构,在其力学性能和吸能特性上表现更加优异,并且类蜂窝夹层结构具有更大的设计空间。因此本文将以类蜂窝夹层结构为研究对象,采用力学性能参数的理论推导和结构尺寸优化设计相结合的方法,对类蜂窝夹层结构的最优结构尺寸参数进行探寻。本文的主要研究内容如下:（1）类蜂窝夹芯结构优化设计。为了提高类蜂窝夹芯结构的等效力学性能,在分析夹芯胞元尺寸对其等效力学性能影响的基础上,选取胞元尺寸为设计变量、以等效力学性能参数为目标函数,建立类蜂窝夹芯结构等效力学性能优化数学模型,并采用多目标遗传算法对其进行优化设计。（2）类蜂窝夹层结构等效力学性能分析。依据胞元理论,考虑胶粘剂的影响因素,对类蜂窝夹层结构进行力学性能分析。运用复合材料力学理论以及应变能等效原理推导出类蜂窝夹层结构的等效弹性模量、等效剪切模量、刚度和重量计算公式。（3）类蜂窝夹层结构优化设计。为了获得最优的等效力学性能的类蜂窝夹层结构,以夹层结构各层厚度作为设计变量,以等效弹性模量、等效剪切模量、弯曲刚度、扭转刚度和重量计算公式作为目标函数进行优化设计。（4）实例应用。将类蜂窝夹层结构应用于铁质方形井盖的轻量化设计,设计出一种新型类蜂窝井盖结构,研究表明优化设计后井盖整体减重28.4%,轻量化效果显著。本文的研究内容能够后续类蜂窝夹层结构各尺寸参数影响分析、结构优化设计以及应用提供一定借鉴作用。