蜂窝夹层结构是一种特殊的层合复合材料,相对于传统材料,它具有轻质、高比强度、可设计性强等诸多优点而被广泛运用于航空航天、船舶、国防等各个领域。蜂窝结构的泊松比宏观表现通常为正值,但随着负泊松比材料研究的不断发展,国内外也相继设计出具有负泊松比效应的蜂窝结构。随着现代高科技社会对工程技术需求的增大,对新型负泊松比蜂窝拓扑结构展开相关的研究工作具有重要的意义。本论文介绍了蜂窝结构、负泊松比材料的发展与应用,以及负泊松比蜂窝结构的国内外研究现状。由于星型蜂窝结构以及箭型蜂窝结构代表性体积单元的特殊性,难以对其进行理论推导,本文将采用有限元数值模拟以及力学实验的两种方法,对两种负泊松比蜂窝结构的力学性能进行研究分析。以均匀化方法的数值计算为理论基础,利用ANSYS有限元软件,对星型以及箭型蜂窝结构的代表性体积单元(RVE)的杨氏模量,剪切模量和泊松比进行计算,并与单层蜂窝夹芯层的计算结果进行对比。通过拉伸有限元模拟,测试其结构整体的拉涨效应;通过弯曲有限元模拟,验证负泊松比材料在承受面外弯矩作用时,横向曲率与主曲率一致的性质。对负泊松比蜂窝结构进行参数分析,研究几何尺寸对结构力学性能的影响。使用3D打印快速成型技术代替传统制造工艺制作实验模型,对负泊松比蜂窝结构试件进行相关力学实验研究。运用非接触式全场应变测量系统VIC-3D测量实验构件在拉伸试验时横向及侧向产生的位移变量。从实验的角度,对星型及箭型负泊松比蜂窝结构的力学性能进行分析,并和有限元分析计算结果进行对比,定性讨论星型、箭型蜂窝结构的力学性能,以及结构尺寸对蜂窝结构力学性能的影响,为后续的相关研究提供了基础和参考。