负泊松比结构是研究最为广泛的超材料之一,负泊松比独特的拉胀行为赋予其许多优异的性质,与常见的正泊松比材料相比,负泊松比材料许多力学性能得到了增强,例如剪切模量,抗断裂能力,抗压痕,吸能特性等等。负泊松比是一种与尺度无关的性质,在宏观与微观水平中,都能获得负泊松比性质。因为其尺度无关的性质和优异的力学性能,使得负泊松比材料在汽车工业,航空航天、传感器、生物医药等领域有着广阔的应用前景。本文在星形负泊松比的基础上,设计了一种改进星形负泊松比结构,并将原本的星型单胞选取,改为一种新的内凹的单胞结构,新的单胞选取使得单胞结构能够有效的进行承载。本文对新设计的单胞进行了有限元仿真实验,分析其变形和受力特点,得到单胞结构变形分成两个阶段,一个负泊松比阶段,一个正泊松比阶段。还发现了改进星形负泊松比单胞对比原星形单胞有着更小的负泊松比,以及更高的等效弹性模量。再通过改变结构的几何参数获得不同力学性能的单胞,研究了结构几何参数对力学性能的影响。发现结构几何参数的改变使得结构获得了从正泊松比到负泊松比的转变,大大提高了结构的可设计性。然后本文进一步对单胞结构组成的阵列结构进行分析,使用有限元仿真软件对不同几何参数的阵列结构进行仿真实验,分析结构泊松比与弹性模量和几何参数之间的关系,发现了两个重要几何参数控制着结构的泊松比和弹性模量,可以通过几何参数的变化从而达到对结构泊松比和弹性模量的可调节控制。同时还发现阵列结构的力学性能与单胞力学性近似,因此单胞的力学性能能够有效的预测阵列结构的力学性能。本文还通过3D打印技术,制备了一批阵列结构试验件,通过压缩实验验证了有限元仿真的结果。同时还发现结构在压缩中,阵列结构的载荷随位移变化时呈现出一个平台区,这说明结构有着较好的吸能能力。最后本文还对结构泊松比的可调节设计进行了研究,通过改变单胞内部二级结构和改变单胞结构的排列方式,可以获得不同力学性能的阵列结构。针对不同单胞结构的排列方式设计了数字梯度结构、内凹梯度结构和间隔梯度结构。对设计的结构进行有限元仿真实验,发现可以通过改变二级结构来调节刚度从而控制结构的变形和调节泊松比。