褶皱夹芯结构作为新型的夹芯结构，除了具有优良的力学性能外，结构内部通透式的设计还利于多功能的实现。此外，褶皱夹芯结构还具有制备工艺简单、可批量生产等优点，也使得该结构在航空航天、汽车制造以及建筑等领域有着广阔的应用前景。本文针对复合材料褶皱夹芯结构，从以下几个方面进行了研究：首先，针对褶皱夹芯结构多参数的特点，运用ANSYS有限元软件，建立了V型和M型结构的参数化模型，采用控制单一变量法，获得了各构型参数对结构整体性能的影响规律，并对二者进行了分析比较。其次，针对典型的V型褶皱芯子胞元空间构型以及单板铺层角度进行了优化，分别给出了Z方向平压性能、L方向剪切性能以及W方向剪切性能最优的结构参数范围和铺层方式，从而进一步给出了整体综合性能较优的构型参数及铺层方式。再次，依据优化结果开展了Z方向压缩试验以及L和W方向的剪切试验，验证了铺层优化结果的正确性，同时给出了不同铺层方式对结构力学性能响应的影响规律。最后，建立了V型褶皱芯子的等效模型，运用能量平衡原理对结构的力学性能进行了预报，得到了结构的平压模量和剪切模量的预报公式，并与有限元结果进行了对比验证。