随着运输包装的发展,现有的缓冲材料主要包括纸质缓冲材料、发泡塑料缓冲材料等。其中,夹芯板材缓冲包装的夹芯层结构对于缓冲性能具有重要影响。分形结构,是一种特殊的几何图形,分形结构具有自相似性、多尺度对称性、结构紧凑等优点。分形理论在不同领域的结构单元设计中都有广泛的应用,如力学、化学、电磁学、林学等。正是因为分形结构具有较强的空间填充能力和递推关系,所以将其用在缓冲结构上能够实现与众不同的效果。本研究基于Hilbert分形结构,通过参数化建模的方式,利用基于LOGO语言的字符串重写技术,通过L（林氏）语言表达分形的生成机制,将Hilbert分形理论形成一个递推公式,形成了三阶模型。利用Solid Works软件,对Hilbert分形结构进行三维模型设计,通过3D打印的技术,制备了Hilbert分形结构模型。进行了准静态压缩和动态冲击试验,测试Hilbert分形结构的机械力学性能。针对热塑性聚氨酯材料的物理特性,构建Yeoh二阶本构模型,在ANSYS Workbench软件中验证材料属性,同时通过有限元的方法模拟不同阶数和层厚的Hilbert分形结构的缓冲性能。以单位质量能量吸收（SEAm）为目标参数,进行结构响应面优化,找到最合适的Hilbert分形结构。并且与常见的“米”字型结构进行性能对比,突出Hilbert分形结构的结构优势所在。研究表明,将热塑性聚氨酯材料的单轴拉伸数据为基础,建立Yeoh二参数本构模型,静态压缩结果与试验数据误差8%,验证有限元能够指导夹芯结构设计。同时,在静态压缩试验中,在分形因子（n）为2.5、单元层厚（t）为0.75mm时,单位质量能量吸收达到0.0076J/g,效果最优。与米字型夹芯结构进行对比,总能量吸收Hilbert分形结构提升120%,单位质量能量吸收提升72%。在动态冲击试验中,Hilbert分形夹芯结构最佳缓冲性能在分形因子（n）为2、单元层厚（t）为1mm时,单位质量能量吸收达到0.0024 J/g,通过与米字型夹芯结构进行对比,总能量吸收Hilbert分形结构提升98%,单位质量能量吸收提升26%。相比普通塑料板材能量吸收改善明显,对于新型缓冲包装结构的开发与应用具有现实意义。