在一些高温、低温和温差变化速度很快的环境下,热变形对工程结构的稳定性以及精密探测设备探测精度有着至关重要的影响。本文针对零/负热膨胀系数的点阵结构开展了系统深入的研究,旨在使用普通工程材料,设计既具备良好承载性能有具备零热膨胀或者负热膨胀的新型多孔结构。本文将零/负热膨胀结构划分为三大类,分别为双材料杆零/负热膨胀结构、三角形单元零/负热膨胀结构和曲面双材料零/负热膨胀蜂窝结构。针对双材料杆零/负热膨胀结构,本文设计了一种“I”形双材料杆,相比文献中的双材料金属条,可以解决两种材料接触的地方受热时有明显的应力集中的问题,而且较容易制备。针对三角形单元零/负热膨胀结构,本文分析了铰接和固接节点对三角形单元热膨胀系数的影响。研究发现,当杆件厚度与长度的比值在1/10以下时,三角形铰接和固接单元的热膨胀系数差距很小,即可以使用三角形铰接单元的热膨胀系数表达式近似求解三角形固接单元的热膨胀系数;而且三角形单元越“扁平”,竖直方向上的负热膨胀现象越明显。针对曲面双材料零/负热膨胀蜂窝结构,本文分析了曲面双材料蜂窝结构受热变形的特点。然后,使用能量法推导出曲面双材料蜂窝结构热膨胀系数的理论解。针对以上三种结构,本文分别进行了详细的理论推导,研究了各几何参数与材料参数对结构热膨胀系数的影响。基于以上分析,本文设计了最容易实现的点阵结构模型,可以实现某些方向上的零热膨胀特性,或者宏观各向同性的零热膨胀特性,为它们在工程上的应用提供了理论基础,也为设计零/负热膨胀结构提供了系统的思路。