类蜂窝夹层结构具有优良的力学性能和吸能特性,为了进一步揭示其在耐撞性和失效等方面的重要性能及其之间的关联,急需开展其失效机理等方面的基础研究,为提高其使用可靠性提供理论与设计依据。本文以类蜂窝夹层结构为研究对象,采用理论推导与仿真分析相结合的方法,对类蜂窝夹层结构受到弯曲-扭转载荷作用下的失效特性进行分析,主要研究内容如下:(1)类蜂窝夹层结构的力学性能分析。基于Gibson提出的夹层胞元理论,对类蜂窝夹层结构进行力学分析;利用材料力学理论和应变能等效原理推导出类蜂窝夹芯纵向等效弹性模量和剪切模量,进而推导出整个类蜂窝夹层结构的纵向等效弹性参数;对其力学性能进行数值模拟,并将仿真结果与理论数据进行对比,验证了力学模型的正确性。(2)类蜂窝夹层结构的失效模式研究。基于Engesser法公式,推导出拉压载荷作用下的类蜂窝夹层结构屈曲载荷公式;对其失效模式进行数值模拟,通过改变胞元数目、面板厚度和芯体高度,分析这三种结构参数对夹层结构屈曲承载能力的影响。(3)弯曲载荷作用下类蜂窝夹层结构失效分析。对类蜂窝夹层结构在弯曲载荷作用下的刚度和强度问题进行理论研究,分析在弯曲载荷作用下类蜂窝夹层结构的失效模式;基于弯曲变形和剪切变形,推导了类蜂窝夹层结构在三点弯曲载荷作用下的扰度响应;分析了面板和类蜂窝夹芯层在三点弯曲载荷作用下的应力状态,推导出上下面板压溃、上下面板皱曲、类蜂窝壁压溃和类蜂窝壁屈曲四种失效模式所对应的临界载荷;通过临界载荷计算公式绘制失效机制图,分析出最具质量效率的类蜂窝夹层结构几何参数。(4)扭转载荷作用下类蜂窝夹层结构失效分析。对类蜂窝夹层结构在扭转载荷作用下的力学行为进行了研究,推导出类蜂窝夹层结构扭转刚度;基于经典层合板理论,推导了类蜂窝夹层结构在扭转载荷作用下的扰度响应;对扭转载荷作用下的类蜂窝夹层结构进行数值模拟,分析了类蜂窝夹层结构在扭转载荷作用下四个阶段的失效过程。(5)弯曲-扭转载荷作用下类蜂窝夹层结构失效分析。对弯曲-扭转载荷作用下类蜂窝夹层结构的失效进行了数值模拟研究,结果显示:在弹性变形范围内,所施加的弯曲载荷的增加,类蜂窝夹层结构承受扭转载荷的能力逐渐减小,扭转失效载荷点逐渐减小;当弯曲载荷较大时,其弹性范围内就已经产生类蜂窝壁屈曲或压溃,迅速进入密实化阶段,从而增加结构扭转强度。