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本文针对碳纤维复合材料点阵结构，从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究，设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想，并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样，试验结果表明，该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力。通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理，在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理，基于结构力学基础原理，建立相应理论模型，经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能。本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点，且芯子中具有大量空间，可以制备轻质多功能结构。