借鉴猫科动物脚掌肉垫具有负泊松比结构的缓冲吸能特性，运用结构仿生学原理设计仿生防护自恢复结构，利用NiTi形状记忆合金超弹性特性以及负泊松比结构优异的力学性能，建立了简化的仿生防护自恢复模型，利用LS-DYNA对该模型进行了动态压缩特性和恢复特性模拟分析。同时，利用NiTi形状记忆合金材料制备仿生结构样件，并进行了动态压缩试验测试。结果表明：仿生结构样件在1200 N压力范围内，样件可实现受压变形，自激恢复的特性；NiTi合金仿生防护结构在压缩载荷的作用下具有优异的变形吸能和自恢复回弹特性；仿真分析结果与试验结果较为符合，较准确地模拟了样件在动态压过程中的变形特性及承载特性。本文的研究实现了压力载荷作用下仿生防护结构的自动回弹恢复功能，对提高防护装甲的抗冲击、自恢复特性提供了参考。