针对动力系统运行中产生的机械振动及噪声控制问题,舰船领域对兼具承载及隔振性能的轻质多功能结构提出了迫切需求。力学性能优异的点阵夹芯结构因其具有连通的桁架芯子,为多功能设计提供了空间,在众多领域备受青睐。针对上述背景,如何设计制备出兼具优异承载及隔振性能的轻质点阵夹芯结构是本课题的主要研究目的。基于仿生思想及声学超材料原理,设计并制备了单层、多层金属点阵夹芯结构、混杂仿生梯度点阵结构和轻质隔振多功能超材料结构,采用试验验证仿真、仿真揭示机理的方法研究了结构的平压特性、振动特性及隔振性能。为探究力学性能优异的单层点阵夹芯结构的振动特性,本文利用真空钎焊法制备了单层沙漏型及金字塔型点阵夹芯结构,基于模态叠加理论对其模态参数和谐响应特性进行了研究。分析讨论了边界条件及芯子杆件倾斜角度对结构振动及频响特性的影响。研究发现,沙漏型点阵夹芯结构的固有频率高于同等芯子相对密度的金字塔型点阵夹芯结构的固有频率;沙漏型点阵夹芯结构因基频较高,在一阶固有频率范围内的低频段避免了共振,降低了响应幅值,表现出优于金字塔型点阵夹芯结构的减振性能,在高于一阶固有频率范围时,表现出较好的隔振性能;边界条件对结构固有频率影响较大;杆件倾斜角度为45°时,增加芯子高度,对提升沙漏型点阵结构减振隔振性能无明显作用。随杆件倾斜角度增加,沙漏型较金字塔型点阵结构的加速度频响幅值变化明显,可通过优化设计杆件倾斜角度实现结构加速度频响幅值的调控。单层点阵夹芯结构的减振隔振性能有限,受柚子皮启发,基于仿生思想,通过设计杆件宽度,制备了层间密度梯度变化的多层仿生梯度点阵夹芯结构。利用模态测试、振动台扫频试验及仿真计算对其基本振动特性及隔振性能进行了研究,分析了梯度对结构振动及隔振性能的影响。结果表明,自由边界条件下,梯度结构的固有频率差异不大;总的来说,梯度结构与对照组进行比较,自由振动固有频率有所降低。梯度变化对结构性能影响较为明显,低于结构固有频率的频段内,层间相对密度梯度变化越大,结构隔振性能越好;在包含结构1阶固有频率的频段内,正梯度结构具有较低的振级落差幅值及较高的固有频率。面板材料刚度比芯层材料刚度大的混杂结构中,与非梯度结构比较,正梯度结构可实现振级落差幅值减小且固有频率提高,即在承载力提升的同时减小结构响应幅值。在结构仿生梯度设计的优势下,引入材料混杂方法,改变结构阻抗用以提高结构隔振耗能性能。利用嵌琐组装及热压成型工艺制备了碳纤维复合材料面板和铝芯子构成的多层混杂仿生梯度点阵结构,并制备了在芯层中填充聚氨酯泡沫的对照组试件。通过试验研究了多层混杂仿生梯度点阵结构的压缩和迟滞特性,揭示了结构平压失效机理。研究发现,杆件长细比大且靠近此芯层的面板更容易破坏,且面板的破坏由纤维压缩断裂失效引起。结构梯度的设计和聚氨酯泡沫的填充对结构的压缩响应和滞回阻尼特性有显著影响。填充聚氨酯泡沫提高了结构的压缩性能,同时聚氨酯泡沫的高阻尼和压缩回弹特性提高了结构的迟滞阻尼特性。通过对比发现,填充聚氨酯泡沫的正梯度结构D1的力学和迟滞耗能特性最好。为解决低频段的振动问题,需进一步降低结构刚度与基频。本文在多层点阵结构中融入谐振单元及曲梁弹簧的设计,并对结构的面内压缩特性、迟滞耗能特性及隔振性能进行了研究。结果表明,曲梁弹簧型点阵结构虽在一定程度上降低了结构强度,但在结构的弹性变形段内,曲梁弹簧型点阵结构的吸能特性优于金字塔型点阵结构。曲梁弹簧型点阵结构中方向带隙对应的频率较低,阻断振动传播的方向更多;增加谐振单元质量可使结构的方向带隙向低频移动,低频段方向带隙数量增多;增加谐振单元数量,有助于实现由方向带隙向完全带隙的转变。以上规律为工程实际中设计兼具承载与隔振性能的轻质结构提供参考。