基频是航天结构动力学性能的重要指标,其分析和优化对提高新型航天装备结构的性能具有重要意义。基于小参数摄动展开的数学均匀化方法,本研究发展了针对由多相材料构成的轻质点阵结构多尺度分析及拓扑优化方法。以结构宏观单元密度和点阵材料微观构件多材料选择为两类独立的设计变量,分别构建了体积约束下的点阵结构基频最大化,以及基频约束下的点阵结构最小柔顺性设计两类优化模型。首先,引入基于非线性Heaviside惩罚的离散材料优化方法(HPDMO)描述微观单胞内各杆件的多材料插值格式,同时基于均匀化方法以及Degenerated Shell理论建立了Euler-Bernoulli梁单元所构成点阵结构的等效多尺度分析方法。其次,发展了适于多材料点阵结构刚度和质量拓扑优化插值的多项式惩罚策略,以消除动力优化过程中的宏观低密度单元区域的局部虚假振动模态困难;同时,为了克服棋盘格及灰度单元所引起的数值不稳定性现象,优化中引入了保体积的Heaviside惩罚方法。最后,推导建立了结构特征值对宏观单元密度以及微观截面参数和多材料选择变量的显式灵敏度分析方法。数值算例表明,通过多尺度优化设计可获得频率性能优异的点阵材料微观单胞构型,以及通过对多备选材料的选择和优化,显著提高点阵结构的基频特性和承载能力。