随着高新技术的发展,工程领域对金属材料提出了特殊的性能要求。负泊松比结构因其独特的变形特性和优异的力学性能引起学术界的广泛关注。在以往的研究中,研究对象大多为二维结构,对三维负泊松比结构尚缺乏系统的研究,对于负泊松比结构的应用更是少之又少,因此,不断探索负泊松比结构的力学性能将为负泊松比结构的应用打下坚实的理论基础。本文以三维内凹结构为研究对象,通过准静态压缩试验和分离式霍普金森压杆试验探究材料的力学性能,并结合SLM及微装配技术制备不同支撑厚度的内凹结构,探究成型工艺和尺寸参数对结构性能的影响,为负泊松比骨植入件的工程应用提供理论依据。本文利用SLS工艺制备尼龙内凹结构并进行轴向压缩试验,验证了内凹结构的拉胀效应。在研究结构的力学性能前,需要事先了解材料的力学性能。本文以锡磷青铜为试验材料,分别进行动/静态力学试验,分析尺寸效应对材料流动应力的影响。结果表明:在动/静态力学试验中,试样均表现出明显的特征尺寸效应及晶粒尺寸效应,且晶粒尺寸和流动应力符合Hall-Patch关系。结合准静态试验和动态霍普金森压杆试验应力-应变关系对Johnson-Cook本构模型进行参数标定。通过准静态预载试验与霍普金森压杆试验得到动态条件下青铜等温流动应力曲线,在Johnson-Cook本构模型的基础上建立了微尺度高应变速率损伤模型,将其与Freudenthal断裂准则相结合得到多应变速率微尺度损伤模型,对锡磷青铜的损伤与断裂进行预测。本文通过SLM及微装配技术制备三维内凹结构并进行力学性能测试。结果表明:SLM与微装配结构均能实现负泊松比效应,且结构泊松比的绝对值随着支撑厚度的增加而减小。在弹性范围内,微装配结构的负泊松比效应更明显,杨氏模量也相对较小;在塑性阶段,两种结构均发生失稳,SLM结构局部出现裂纹。对微尺度负泊松比结构进行试验发现,结构最上层单元出现失稳,提取载荷-位移曲线可知,结构出现应力循环现象,这是结构逐层失效所致,并通过数值模拟得到了验证。