随着能源危机和环境污染问题的日益严重,节能减排成为当今以及未来的发展必然趋势,而结构轻量化则是汽车、高速列车、船舶以及民航领域中节能减排的重要措施之一。波纹夹芯结构是一种重要的轻质结构,因其具有高比刚度、高比强度、优秀的热防护一体性,以及减震降噪性而被广泛应用于运载工具中。近些年来,人们为了追求更高的轻量化效率,通过采用更加优秀的高性能材料和采用异质材料设计体系来进一步提高波纹夹芯结构的轻量化性能。这也是波纹夹芯结构仍然具有较高的研究热点和应用前景的重要原因。胶接连接,因具有应力分布均匀、耐疲劳性能优越、异质材料连接性能优异以及工艺成本低廉等优势被广泛应用和研究。然而,由于胶层的存在,芯板和面板会产生相对滑移和转动现象。因此,传统力学分析中针对连接处的理想假设不再成立,需要考虑胶层带来的影响。本文针对热成形超高强度钢和碳纤维增强复合材料这两种高性能材料制备的胶接波纹夹芯结构,侧重胶层影响,做了关于等效弹性常数和三点弯曲失效机理研究。最后,以等效弹性常数和三点弯曲失效机理研究为基础,通过胶接波纹夹芯汽车防撞梁的低速碰撞分析这一工程实例,探讨了钢制和复合材料两种材料体系以及异质材料体系的轻量化性能。结果表明异质材料体系的轻量化低速碰撞性能最好,更加说明了胶接连接技术在波纹夹芯结构中的重要价值。论文主要内容如下:（1）考虑由于胶层存在带来的芯板和面板间的相对滑移和转动,推导并建立了胶接波纹夹芯板的等效弹性常数力学模型。随后,通过有限元计算验证了该力学模型具有较好的精度。此外,对比基于理想连接的传统力学模型,讨论了两种力学模型及其等效弹性常数计算结果的差异性,证明了胶层对胶接波纹夹芯板的影响确实存在。最后,基于该力学模型探究了胶接接头参数对等效弹性常数的影响。（2）在三点弯曲受力下,胶层带来的芯板和面板间的相对滑移现象会对面板变形造成一定影响。以此为前提,构建了钢制胶接波纹夹芯梁的初始失效分析力学模型。并通过仿真和实验验证了该模型的可靠性。最后,基于该力学模型绘制了不同几何尺寸下的失效机理图,并揭示了胶层厚度和胶接宽度对初始失效临界载荷的影响规律。（3）针对碳纤维增强复合材料胶接波纹夹芯梁的研究,一方面,在钢制结构失效分析的基础上,增加了碳纤维复合材料层间应力分析和失效分析,扩展了胶接波纹夹芯梁的初始失效分析力学模型,使其能够计算碳纤维复合材料波纹夹芯梁的初始失效模式和失效载荷。另一方面,采用了特殊的碳纤维层合板建模方式,从而能够模拟计算出层间失效演化过程,并通过实验验证了该建模方式的有效性。最后,通过初始失效分析力学模型,绘制了失效机理图并探究了铺层参数对初始失效的影响规律。（4）采用热成形钢和碳纤维复合材料的异质材料体系,设计了汽车胶接波纹夹芯防撞梁。基于等效弹性常数和三点弯曲失效机理研究,计算出防撞梁三点弯曲工况下的初始失效载荷及其对应的最大中心挠度。并以质量和初始失效载荷为优化目标,最大中心挠度为限制条件,进行了不同材料体系下防撞梁的多目标优化设计。结果显示异质材料设计体系防撞梁的结果要明显优于其它材料体系和原始设计。最后,通过低速碰撞有限元仿真,分别对比了同质材料体系和异质材料体系的轻量化性能。结果表明,异质材料体系具有更优秀的轻量化性能。