在当今世界高速工业化的大背景下,碳纤维复合材料被广泛地应用于军事及民用工业的各个领域,尤其是在航空航天领域,轻量化在结构设计中的重要性越来越突出。碳纤维增强基复合材料（CFRP）由于其优越的力学性能,被越来越多的学者所注意到。碳纤维点阵复合材料又可以通过结构优化的方式来实现结构的轻量化。随着我国航天产品研制的发展,火箭、导弹等航天器的发射任务密度越来越高。而长筒段生产制备技术正是应对这一问题的有效方法。在长筒段中使用的格栅尺寸也会越来越大。而在实际的工程运用中,对结构进行开孔是不可避免。为了对长筒段中的大尺寸格栅单元的力学性能以及格栅夹芯结构的开孔补强问题进行研究,设计制备了三种碳纤维Kagome格栅结构:Kagome单胞元结构、带蒙皮的Kagome单胞元结构以及开孔的Kagome格栅夹芯板,利用轴压试验、振动试验以及理论等方法对相关结构进行了研究。主要内容如下:（1）设计制备了两斜筋夹角为70°Kagome单胞元结构。利用万能试验机对其进行了轴压试验,观察到该结构的破坏模式,利用电测法记录了试验过程中试件的应变数据。（2）设计制备了带蒙皮的Kagome单胞元结构。对其进行了振动试验,根据试件各阶的频率以及试件的质量反推碳纤维的实际含量,进而推测试件准确的物理参数。在进行轴压试验时,借助了数字图像相关方法以及电测法进行应变数据记录,观察了该结构的破坏模式。（3）设计制备了不同开孔孔径的Kagome格栅夹芯板。结合了数字图像相关方法,在对其施加一定载荷的情况下,观察蒙皮表面孔边的应变情况,计算了应力集中系数并和有限元计算结果进行对比。最后探讨了格栅夹芯板开孔后的补强措施。通过试验研究发现,当Kagome单胞元结构的尺寸较大时,由于节点处的碳纤维堆积较为明显,碳纤维的力学性能较难发挥。设计了蒙皮之后,单胞结构的极限载荷会大幅提升,通过数字图像相关方法能够观察到破坏前试件蒙皮部分的状态。在对Kagome格栅夹芯板进行开孔时,需要根据格栅间距合理开孔孔径。最后探讨了开孔的补强措施,为实际工程中的格栅夹芯结构开孔补强问题提供了参考方案。