在結構力學領域，蜂窩結構給航天器設計者帶來了很大的啟示。在開發過程中，他們采用了蜂窩結構：首先用金屬制作蜂窩，然后用兩塊金屬板夾緊，形成蜂窩結構。這種蜂窩結構強度高，重量輕。它也有利于隔音和隔熱。一些學者研究了蜂窩薄壁彎曲或起皺、孔洞形狀不穩定、薄壁與連接接頭材料分布不均等缺陷對力學性能的影響。許多學者對蜂窩材料和泡沫材料的力學性能也有很高的熱情，因為他們認為多孔結構可以將各種性能（甚至明顯矛盾的性能）結合在一起，這是傳統材料無法實現的。

目前，常用的兩種結構形式是鋁板鋁蜂窩夾芯結構和碳纖維板鋁蜂窩夾芯結構。本文研究的夾層結構是上述兩種復合結構形式，主要由三種基本材料組成，如下圖所示。

碳纖維蜂窩夾芯板

（1） 夾芯板的上下部分為厚度較薄、強度較高的板，主要承受面內荷載、彎矩和面內剪力；

（2） 夾層板中部為蜂窩夾層，厚度厚，重量輕，支撐上下面板，主要承受面板與夾層之間傳遞的荷載和橫向剪力；

（3） 粘合劑將上下面板與蜂窩夾層連接起來，形成材料和結構雙重復合材料。它可以將剪切力從面板轉移到蜂窩夾層，并從蜂窩夾層轉移到面板。

面板的主要功能是提供所需的軸向彎曲和平面內剪切剛度，以承受軸向彎曲和平面內剪切荷載。用作航天器結構的復合材料主要是纖維增強復合材料。蜂窩夾層主要承受橫向剪切，形狀主要為六角形。鋁鎂合金是航天器結構中常用的蜂窩夾層材料。

蜂窩夾層結構的主要特點是，上下面板材料的厚度基本相同，且遠小于蜂窩夾層的厚度，面板材料的強度和剛度一般較高。根據夾層板力學分析的基本理論，其主要力學性能如下：

（1） 彎矩主要由面板承擔。蜂窩夾芯復合材料的彎曲力矩遠大于夾芯復合材料的彎曲力矩。

（2） 面板中的應力幾乎沿厚度均勻分布。由于面板非常薄，面板中的應力和平均應力之間的差異非常小，因此可以認為面板中的應力幾乎沿厚度均勻分布。

（3） 橫向剪切力主要由夾層承擔。蜂窩夾芯板受力時，會在垂直板表面產生彎矩和橫向剪力。由于面板非常薄，能夠承受的橫向剪切力很小，因此橫向剪切力主要由夾層承擔。

（4） 一般來說，夾層的橫向剪切應變不能忽略。蜂窩材料的橫向剪切模量很小，不能忽略。

（5） 三明治具有支撐面板和避免不穩定的功能。蜂窩夾芯板夾層將為上下面板提供橫向支撐，以避免面板局部失穩。

鑒于上述優點和力學特性，蜂窩芯在航天器板結構中的應用可以達到80%-90%以上，如衛星殼體、剛性太陽能電池翼等。