二十世纪以来,环境污染、能源短缺等问题已经恶化到影响人类社会持续发展的程度,全世界对于发展新型绿色工业、实现可持续发展的呼声越来越高。棕榈作为一种绿色环保、来源广泛的植物材料,使用历史悠久,如今人类又重新将目光投向了它。当前,对棕榈的工业应用主要停留在经验层面,缺乏系统的研究。因此本文以棕榈纤维及其制品棕榈床垫为研究对象,开展对纤维结构特性的研究以及棕榈床垫的优化,为进一步扩大棕榈的应用范围提供可能性。本文的主要工作包括以下几个方面:首先,根据工业设备生产的片状纤维结构的特点,选取具有代表性的多孔结构胞元,采用等效理论,推导了其弹性模量参数;结合相关实验,对片状结构的力学性能的影响因素进行了分析。其次,建立了三角形和梯形波纹夹芯结构的力学等效模型,导出了结构等效弹性模量的计算公式;利用ANSYS有限元分析软件,选取定量参数,对两种夹芯结构的模量参数进行计算并同理论推导对照;运用材料力学和板壳力学理论,推导了硬夹芯各向同性板、硬夹芯正交异性板、厚面层硬夹芯板的刚度计算公式以及等效重量计算公式。再次,通过对床垫支撑层试样进行压缩实验,获得压缩应力应变曲线和强度、模量等数据,分析厚度、密度、喷胶浓度和胶的种类等因素对于床垫支撑层力学性能的影响。最后,从结构轻量化的角度,分析了夹芯结构承载情况下的多约束条件,构建多约束优化模型,运用相关优化算法,解决工程问题。