夹芯结构因其比强度、比刚度和能量吸收效率高被广泛地应用于航空航天等领域。随着未来技术的发展，对于飞行器结构的轻量化及力学性能的要求越来越高，提出一种新型结构能够有效提高其单位质量的吸能特性是结构设计者迫切追求的目标。传统的蜂窝、泡沫夹芯结构性能良好，应用广泛，为了进一步提高其结构效率，因此设计了复合增强结构。 本文针对夹芯结构提出了三种增强设计方法：(1)管增强蜂窝夹芯结构：对该结构开展力学试验测试，试验现象发现随着压缩位移的增加，蜂窝壁发生皱褶变形约束了填充管变形的扩展，产生耦合效应和协同作用。使得管增强蜂窝的单位体积吸能Wv和单位质量吸能Wm分别提高了140%和73%；弯曲载荷和弯曲刚度分别提高了42%和62%；在5J、10J、20J、30J的冲击能量下，结构刚度分别提高了24%、15%、39%、50%，峰值载荷分别增加了45%、29%、12%、10%；碳纤维填充导致结构归一化峰值应力和单位质量吸量SEA分别增加621.69%和327.86%。(2)管增强泡沫结构:对该结构开展力学性能测试，试验现象发现管填充有效抑制了PMI吸波泡沫脱层导致的脆性断裂特征，金属管壁限制了泡沫碎裂变形的扩展，产生的协同作用使得管增强普通泡沫的单位体积吸能Wv和单位质量吸能Wm分别提高了18%和6.7%，管增强吸波泡沫的单位体积吸能Wv和单位质量吸能Wm分别提高了54.2%和46.4%。(3)泡沫填充结构：通过试验现象得知，泡沫填充有效限制了蜂窝的局部破裂，使得泡沫和蜂窝作为整体承受载荷，吸波泡沫填充蜂窝材料的W-向平均弹性模量和抗压强度分别提高了211.65%和179.85%；L-向蜂窝单位体积和单位质量吸收能量分别增加了505.57%和244.22%，W-向蜂窝单位体积和单位质量吸收能量分别增加了799.45%和413.02%. 本文所提出的复合增强结构设计，较于传统结构轻量化、比强度、比刚度和比吸能都得到大幅提升，拓宽了夹芯结构的应用范围，提高结构效率，进一步减轻了结构重量。在航空航天轻量化结构设计领域拥有广泛的应用前景，同时可以拓宽到车辆、舰船、民用建筑等轻质结构设计领域。