蜂窝夹层结构随着航空航天事业技术的进步而迅速发展,是一种高效结构材料。该结构在刚度、强度、疲劳强度、隔音隔热、抗震、减重等方面具有优异的性能,现已被广泛的应用到建筑、飞机、汽车、船舶等各方面。本文主要研究塑料蜂窝夹层结构的新型成型方法和抗弯性能,运用塑料蜂窝夹层板生产机组,通过挤出、模压的成型方法制备新型塑料蜂窝夹层板,详细说明了夹层结构的成型机制和模具的设计。通过测试和Workbench有限元分析的方法研究蜂窝夹层板的抗弯性能,改变蜂窝夹层板的胞元壁厚、胞元内边长、芯层高度和蒙皮厚度,研究这些尺寸参数对蜂窝夹层板等效弹性模量和比模量的影响规律,比较在不同尺寸参数下横向和纵向的整体抗弯性能。变化蜂窝的夹角,设计梯度壁厚,研究蜂窝角度和梯度壁厚对芯层面内横向和纵向弹性模量的影响。最后运用代理模型的多目标优化方法,对塑料蜂窝夹层结构进行优化设计。研究表明,正六边形蜂窝夹层板纵向的抗弯弹性模量高于横向的抗弯弹性模量,且差异性随着蜂窝胞元壁厚边长比的增加而增加;胞元壁厚的增加引起蜂窝夹层板等效弹性模量增加而比模量下降;随着蒙皮厚度的增加,等效弹性模量增加,比模量先上升后下降;随着胞元内边长的增加,等效弹性模量减小,比模量先上升后下降;蜂窝芯层高度的增加引起抗弯刚度EI显著增加,比模量先增大后减小,在芯层高度为5 mm时,比模量达到峰值。蜂窝面内弹性模量对角度的变化十分敏感:随着角度的增加,面内横向弹性模量迅速下降,而纵向弹性模量增加,蜂窝芯面内弹性模量横向和纵向差异性发生较大变化。当θ=30°时,各向差异性较小,当θ=15°时,横向弹性模量比纵向的强;当θ=45°,纵向弹性模量比横向的强。梯度壁厚对蜂窝面内弹性模量有一定的影响,适当的梯度指数对面内弹性模量有增强作用,反之则有减弱的作用。以弹性模量最大,相对密度最小为优化目标,基于代理模型对蜂窝夹层板的结构参数进行多目标智能优化分析,获得的最优解使弹性模量增加了19.9%,而相对密度仅增加了2.1%。