蜂窝多胞结构是一种特殊的复合层材料,与传统相比,它的密度更低、比强度高、吸能效果好,更易设计成各种形状等诸多优势而被广泛地运用于船舶领域、航空领域、国防领域等各个领域。与传统的正泊松比材料不同,负泊松比材料在单向拉伸作用下,会发生侧向拉胀。这种独特的现象使得负泊松比多胞结构的力学性能相比传统材料有优异的力学性能。随着现代社会对高科技工程技术的需求日益增大,对新型负泊松比拓扑结构开展相关的研究工作具有深远的意义,因此本文结合了蜂窝结构的发展与应用以及负泊松比多胞结构的国内外研究现状,并针对以下几个方面开展相关研究:(1)总结国内外关于负泊松比的研究,设计出两种新型三维负泊松比蜂窝胞体单元结构并通过排列组合的方式,构造出了两种不同的负泊松比整体结构。(2)以均匀化方法的数值计算为理论基础,利用ABAQUS有限元软件,对影响代表性体积单元的力学性能的参数进行计算并与整体负泊松比结构的模拟结果进行对比。结果表明:可以通过分析元胞结构来反映整体结构性能;元胞结构的力学性能主要取决于结构形式,材料属性参数两个方面,等效泊松比主要受结构形式影响,但也与材料泊松比有一定关联,随着材料泊松比的增大,负泊松比效应更明显、而等效弹性模量主要受材料自身属性的影响,等效弹性模量随着材料弹性模量的增大而增大,但也与结构形式的变化存在密不可分的关系。(3)采用Fortus 380mc打印快速成型设备代替传统制造工艺制作负泊松比蜂窝结构试件并进行相关力学实验研究。从实验的角度,对新型三维负泊松比蜂窝结构进行力学性能的分析并和建立的有限元模型计算分析结果进行对比,验证前期模拟结论,为后续的相关研究提供了基础和参考。(4)将新型三维负泊松比结构应用于实际工程当中,通过静力和动力分析两个方面对不同结构进行分析,通过分析结构位移、等效屈服值、应力分布云图、混凝土破坏情况等指标,得出新型负泊松比蜂窝结构更适合应用于承受动力冲击荷载下的场景。