目前,一般采用轻质结构体来填充航天器中原有的实心零部件,用这样的方式来达到轻量化目标。简单立方负泊松比材料是一类具有诸多优点的轻质结构体,与传统的正泊松轻质结构体相比,其具有较大的能量吸收比、良好的抗凹陷能力抗断裂能力、较高的剪切强度等特点。因此简单立方负泊松比材料在航天器轻量化过程中有着广阔的应用前景。然而在实际中,由于应用场合的不同,往往需要不同性能的简单立方负泊松比材料,因此如何人为控制结构的性能就成为简单立方负泊松比材料设计和应用中的难点。针对以上问题,本文对简单立方负泊松比材料的性能与其设计参数之间的关系进行了探究,并确定了简单立方负泊松比材料各项性能与设计参数之间的理论表达式。首先,本文详细阐述了简单立方负泊松比材料的设计方法,并将椭圆的长轴短轴比R、椭圆的半段轴长b、将初始胞元的边长c作为材料的设计参数,根据材料镂空部分体积与实体部分体积之间的关系,建立了设计参数与相对密度的数学表达式;由于简单立方负泊松比材料与负泊松旋转正方形结构的变形特性相同,而负泊松旋转正方形结构又可以由其正方形的俩条对角线进行代替,因此本文将简单立方负泊松比材料简化为对角线模型,并根据对角线模型受力时的变形特性,建立了设计参数与泊松比之间理论表达式,并通过有限元分析验证了这一理论表达式;利用Gibson–Ashby模型建立了简单立方负泊松比材料设计参数与其杨氏模量之间的数学模型,并通过准静态压缩实验确定了数学模型的常系数;最后,将设计参数与结构相对密度的数学模型、结构杨氏模量的数学表达式、结构泊松比的数学表达式分别作为三个目标函数,采用基于粒子群算的多目标优化,得到了一组最佳的简单立方负泊松比材料的设计参数。