蜂窝夹层结构具有质量轻、高比刚度、比强度、隔振性好等特点,已经成为节能减排的重要研究对象。但是,近年来的很多研究都是针对平面蜂窝夹层结构,而对于曲面结构的相关研究较少。本文针对六角形双曲面蜂窝夹芯的力学性能进行了分析,得到了双曲面蜂窝芯的等效弹性参数,将该等效公式与碳纤维-芳纶纸（Nomex）蜂窝夹层结构的汽车发动机罩结构设计相结合,并对夹层结构发动机罩进行了相关结构性能的研究。论文主要内容如下:（1）介绍了双曲面蜂窝芯子的结构特点,在Gibson公式和三明治夹层板理论的基础上,根据Bernoulli-Euler梁模型对双曲面蜂窝夹芯进行了力学分析,并对其各项等效弹性参数进行了推导,建立了曲面蜂窝夹层板的等效力学模型。（2）对碳纤维-Nomex蜂窝夹层结构进行制备,进行了三点弯曲试验,建立了相应的有限元模型,之后建立了双曲面蜂窝夹层板详细模型和基于三明治夹层板理论以及曲面夹层板理论的等效模型,并结合试验和有限元数值分析进行了对比。（3）在曲面夹层板等效力学模型和一款金属材料发动机罩的基础上设计了一款蜂窝夹层结构发动机罩,并对发动机罩进行了力学性能分析,与原金属材料机罩相比,新型发动机罩在具有更好的刚度性能情况下,质量大幅度降低。之后对夹层结构发动机罩进行了优化,优化后的结构在保持原有刚度前提条件下质量再一次降低。（4）为了评估新型结构发动机罩的行人保护性能,本文进行了成人头型冲击器有限元模型的设计,并通过中国新车评估程序（C-NCAP）管理规则中规定的动态测试标准对模型进行了验证。之后通过LS-DYNA有限元数值模拟（基于2018C-NCAP行人保护法规）对夹层结构发动机罩的行人保护性能进行了研究。结果表明,与原始金属结构相比,新型复合材料夹层结构发动机罩具有更好的行人保护性能。本文的研究结果,在一定程度上丰富了蜂窝夹层结构的理论模型,拓展了碳纤维-芳纶纸蜂窝夹层结构的应用范围,为研究该结构在汽车中的应用积攒了经验。本文采用的优化设计方法,对具有同类材料的结构和汽车工业车身结构轻量化设计来说具有一定的参考价值。