金属蜂窝热防护系统是降低可重复使用运载器成本的关键技术和发展趋势。蜂窝夹芯结构通常由蜂窝芯层和上下面板组成,是金属热防护系统的第一道防线,起着承载和防热双重作用。作为典型的二维点阵结构,金属蜂窝结构具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好、热稳定性佳、能量吸收效率高、可优化设计等方面的工程优势,因而被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、建筑等领域。本文以金属蜂窝夹芯结构为研究对象,着重分析了蜂窝结构的动力响应与传热特性。首先,对结构进行模态分析,给出了尺寸效应和材料选择对固有振动特性的影响关系；并利用等效理论对蜂窝夹芯板进行了层合简化处理和不同单元建模,得到了频率关系和误差曲线；结论指出,等效建模是简便而合理的。随后,解析推导并求解了蜂窝夹芯板在零均值限带白噪声激励下的均方响应,得到了模态响应的功率谱密度函数和方差随结构参变量的变化关系；有限元对比计算显示两种方法的解答基本吻合;后又对大型结构的动态有限元并行计算效率进行了研究,发现除了优化算法外,选择合适的体系结构与CPU数对提升计算效率也相当重要。最后,立足于蜂窝夹芯结构的热-结构耦合效应,分别求解了高温和大热流载荷下的温度场分布与热应力情况,并对预应力状态下的热模态进行了研究。结论指出,当蜂窝芯层整体温度水平较高时,芯层内部的辐射换热作用是不能忽略的;温度场与热应力的存在使得固有频率下降,它们对结构的振动特性具有较大影响,热-结构耦合效应凸显。