对于飞行器来说,减少结构的质量,就意味着有效载荷、飞行速度和飞行距离的增加,其重要性不言而喻,因此,使结构重量最轻,一直都是飞行器结构设计所追求的目标之一。导弹级间段是多级导弹子级与子级之间的连接部件,然而,传统的级间段结构往往不能十分有效的减轻级间段重量,因此,亟需新的解决方案。最近的研究结果表明,多孔玻璃海绵是一种典型的多孔轻质结构,具有良好的机械性能,因而本文选择多孔玻璃海绵作为仿生模板,针对某飞行器级间段进行优化设计,为飞行器上网格结构设计提供新思路、新方法。本文以多孔玻璃海绵的胞元结构I型为设计要素,以轻量化为主要目标,确定胞元结构对应的中心角度共有五种,并设计成五种仿生网格结构I。使用ANSYS workbench软件对五种结构进行分析,与传统正置正交网格结构进行综合对比,发现五种仿生网格结构I都能在不影响结构静力学性能的基础上达到轻质的目的。本文选取一种仿生网格结构I,分析纵向和斜向肋条对结构强度、刚度及屈曲性能的作用大小,将分析结果作为设计依据,进而优化仿生网格结构I的肋条布局,得到仿生网格结构II。因屈曲稳定性能对网格结构的重要性,研究了仿生网格II在不同结构型式下的屈曲失效模态及质量效率,并得到了最优的中心角度及斜肋的螺旋角范围。本文发现级间段的开口区域是其强度的薄弱点,故设计开口加强筋以加强开口区强度。建立仿生级间段的参数优化模型,以质量、最大应力及上端面最大轴向变形为优化对象,进行多目标驱动优化设计,得到最优尺寸参数。结果表明,在满足使用要求的前提下,仿玻璃海绵级间段结构设计很好地达到了轻量化的目的。