李 响，李 锐，徐兴兴，杜凌峰

(1.三峡大学机器人与智能系统宜昌市重点实验室，湖北宜昌443002；2.三峡大学机械与动力学院，湖北宜昌443002；3.湖北力帝机床股份有限公司，湖北宜昌443002)

0 引言

作为高效节能型复合材料结构的典型代表，夹层结构材料具有重量轻、比强度和比刚度高、吸能特性和稳定性好等众多优点，它将面板的高强度和高模量与夹芯的低密度和高刚性有机结合起来，在汽车、航空航天、船舶、机械、建筑等领域中有着极其重要的应用价值。随着夹层结构材料在工程领域中的不断推广应用，人们对夹层结构材料的力学性能、吸能性、稳定性、耐撞性、抗疲劳等性能指标提出了更高的要求，包括蜂窝夹层结构在内的传统夹层结构材料逐渐不能满足工程设计要求，迫切需要开发新型夹层结构材料。因此，本文作者从仿生学和创新设计的角度出发，于2013年提出了“类蜂窝”夹层结构的概念；在此基础上，创新设计出 “类蜂窝”、“类方形蜂窝”和嵌套式类蜂窝等多种夹芯结构。为了更好地揭示类蜂窝及其衍生结构的优点，急需开展其最优等效力学性能、最优胞元尺寸等方面的研究。

目前国内外众多学者针对蜂窝结构的力学性能及其优化设计进行了众多研究，得到了许多有价值的研究成果。方耀楚[1]分别对二级层级褶皱结构的轻量化和力学性能进行了优化设计，使其在满足约束条件下性能得到了改善。甘代伟[2]以层波纹板的单元壁厚和波纹夹角作为设计变量，对金属曲面夹层板的弹性模量和弯曲挠度进行优化设计，并得到了在静力作用下的最优力学性能。……