金属热防护系统(MTPS)是保护高速飞行器免遭过热的结构,主要由金属蜂窝板、隔热材料和高温支架组成。金属蜂窝板是由上下两层较薄的高强度面板和中间一层厚而质轻的蜂窝芯经过胶接或焊接而成,具有隔热性能良好、质轻、比强度高、比刚度大等特点。作为MTPS的主要承力结构,金属蜂窝板在使用过程中会受到各种载荷的作用,并且蜂窝板在制备和使用过程中产生的面芯脱焊缺陷对蜂窝板性能有较为严重的影响。因此,对完整以及含有典型缺陷的金属蜂窝板力学性能进行研究具有重要意义。本文以钎焊金属蜂窝板为试验件,对蜂窝板的平压和三点弯曲力学性能进行了研究。首先,通过辊压、校形、点焊、平磨和真空钎焊等工艺制备出满足试验要求的钛合金蜂窝板和含缺陷高温合金蜂窝板试件。然后,根据其工作受力条件的不同,分别进行了钛合金蜂窝板的平压力学性能试验和高温合金蜂窝板的三点弯曲力学性能试验,研究了高温和缺陷条件对蜂窝板力学性能的影响。最后,利用ANSYS/LS-DYNA对蜂窝板的力学性能试验进行了有限元模拟,提出了点焊连接蜂窝芯有限元建模的新方法,得到蜂窝板在试验过程中的应力分布情况,研究了结构和工艺参数对蜂窝板力学性能的影响。研究表明:高温条件对蜂窝板的平压承载能力影响较大,当温度为200℃和400℃时,蜂窝板的平压极限载荷与室温相比分别降低了17.5%和35.4%;蜂窝芯平压极限载荷随焊点正拉和剪切失效力的增大有总体上升的趋势,且平压极限载荷受焊点正拉失效力的影响较为明显;在三点弯曲过程中,纵向蜂窝板的弯曲承载能力略高于横向蜂窝板;含面芯脱焊缺陷的蜂窝板在缺陷受压部位产生反向鼓包,且鼓包沿着宽度方向不断扩展,并伴随着脱焊面积的扩大;含矩形缺陷试样的弯曲极限载荷要高于相同缺陷面积的圆形缺陷试样,且当缺陷位于弯曲受拉面时,试件具有较高的弯曲承载能力。