复合材料夹层结构的研究有利于实现船舶结构轻量化设计,从而能够有效地提高船舶作业的安全性和海上贸易的经济效益。碳纤维增强复合材料Y型夹层结构因具有高强度重量比/刚度重量比、耐海水腐蚀和维护成本低等特点,有望在船舶制造业中得到应用。但是,目前关于复合材料Y型夹层结构制备工艺及力学性能方面的研究工作相对较少,其力学行为和破坏机理研究工作尚未起步。因此,为了明确碳纤维增强复合材料Y型夹层结构的独特力学行为和失效机理,并为其在船舶领域的应用奠定基础,有必要开展碳纤维增强复合材料Y型夹层结构的力学行为研究。首先,采用模具热压一体化成型工艺制备了三种不同相对密度的碳纤维增强复合材料Y型夹层结构。根据ASTM相关实验标准,对复合材料Y型夹层结构在平压载荷作用下的力学行为进行了实验测试,得到了三种不同相对密度的复合材料Y型夹层结构的失效模式和平压应力-应变曲线,分析讨论了相对密度对复合材料Y型夹层结构力学性能的影响。通过分析复合材料Y型夹层结构在平压载荷作用下的受力,推导出了Y型夹层结构力学性能的理论预报模型。同时,制备了碳纤维增强复合材料层合板,通过实验测试得到了复合材料层合板的压缩强度和模量。采用渐进损伤失效模型对复合材料Y型夹层结构的力学行为进行了数值仿真,并将理论预报结果和数值仿真结果与实验结果进行了对比分析。然后,通过剪切实验测试,得到了三种不同相对密度的复合材料Y型夹层结构的剪切失效模式和剪切应力-应变曲线,分析了相对密度对复合材料Y型夹层结构剪切力学性能的影响。通过分析Y型夹层结构在剪切载荷作用下的受力,推导了Y型夹层结构力学性能的理论预报模型。为了预报复合材料Y型夹层结构的剪切力学性能,通过复合材料I型试件的剪切实验得到了其剪切强度,并将理论预报结果与实验结果进行了对比分析。最后,通过三点弯曲实验,测试得到了三种不同相对密度的复合材料Y型夹层结构弯曲失效模式和载荷-位移曲线,分析了相对密度对复合材料Y型夹层结构弯曲力学性能的影响。通过分析Y型夹层结构在三点弯曲载荷作用下的受力,推导了Y型夹层结构力学性能的理论预报模型,并将理论预报结果与实验结果进行了对比分析。