蜂窝夹层结构具有比强度、比刚度高、质量轻以及吸音、隔热、减振等诸多优点,在导弹以及飞机上得到了广泛应用。现有研究表明,拓扑优化后的无人机翼肋结构外部以及内部边界多为曲线。所以在对其进行蜂窝夹芯结构设计时,无法通过传统经验公式或建立等效模型来评估该结构的质量、强度、刚度等;并且对于复合材料蜂窝芯子而言,当其应用于边界复杂的结构中时,加工时会出现芯子边界层断裂以致力学性能降低的问题。因此本文主要围绕上述两个方面展开研究,具体研究内容如下:对无人机机翼建模并进行受力分析,同时分析了数值模拟机翼载荷分布以及胶黏剂力学性能评估的方法;对标准蜂窝结构在受到垂直于面板方向载荷作用下的变形、应力分布规律进行了分析。同时针对本文研究的翼肋蜂窝夹芯结构提出了边界重构的建模方法,以改善边界处的力学性能。后续将对该结构的变形、应力分布规律与标准蜂窝结构进行对比。对机翼进行流场模拟分析获得载荷分布后,对机翼上所有翼肋结构进行以最大单元压强为指导的整体拓扑优化,以得到用于蜂窝夹芯结构设计的初始模型,并与传统开减重孔翼肋结构的力学性能进行了对比。以蜂窝胞元的边长、壁厚、高度为设计变量,分别以结构的整体变形、等效应力、质量作为响应目标,进行BBD响应面优化试验。通过分析17组样本数据得到设计变量及其交互作用对响应目标的影响程度。拟合得到响应目标与设计变量间的多元函数关系。基于多个拟合函数,以拓扑后翼肋结构有限元分析结果为约束,建立拓扑翼肋蜂窝夹芯结构优化数学模型,将结构设计问题转化为对应的数学优化问题。并通过编辑程序,进行了三维空间坐标下的可行域分析。分别对采用一体化成型与胶黏剂胶接成型的拓扑翼肋蜂窝夹芯结构进行了力学性能分析;并对传统开减重孔翼肋结构与拓扑翼肋蜂窝夹芯结构进行了约束模态下的前六阶频率分析,并得到了对应的变形规律。