随着选择性激光熔融(Selective Laser Melting;SLM)技术日渐成熟和商业化,点阵材料中的体心立方(Body Centered Cubic;BCC)点阵结构及其增强单元由于具有拓扑类型简单及各向同性等特点,且能较好地适应SLM成型工艺,受到广泛关注。但是体心立方点阵结构及其增强单元不能在轻质和高强性能上兼顾,因此,本文基于选择性激光熔融技术,以钛合金(Ti6Al4V)为原材料,建立体心四方(Body Centered Tetragonal;BCT)点阵结构一般模型,从理论、有限元仿真和实验对点阵结构进行多目标优化研究,以探寻兼具轻质与高强性能的点阵构型。首先,解除BCC点阵单胞各向尺寸相同的约束,建立BCT点阵结构一般模型,进行静力学分析。推导BCT点阵在均布载荷下的力学响应,通过求解刚度矩阵和能量分析得到点阵结构力与位移的映射关系。其次,以BCT单胞构型尺寸为设计变量,以相对密度、初始刚度、塑性破坏强度为多目标评价函数,以点阵材料尺寸与成型工艺为约束条件,建立BCT点阵结构构型尺寸的多目标优化数学模型,采用理想点法求解得到BCT点阵单胞综合最优构型尺寸。然后,将优化得到的BCT点阵和BCC参照结构进行理论和有限元仿真。采用Ti6Al4V材料通过SLM方法制备BCT与BCC参照结构的实验样件,并进行准静态单向压缩性能实验。将理论仿真、有限元模拟和实验结果进行对比分析,验证理论分析结果的正确性。实例对比分析表明:BCT优化结构与BCC参照结构相比,相对密度仅增加3.7%,但其弹性模量和屈服极限增加121.5%和77.3%,力学性能提升显著。最后,以BCC和优化得到的BCT点阵结构构建夹芯板,通过有限元仿真模拟点阵结构受到钢球动态冲击过程,对比分析点阵结构对钢球冲击的响应与破坏失效机制,进一步验证优化设计结构的可靠性,为轻质点阵结构材料的设计与实际工程应用提供了理论参考。