轻质复合材料点阵/格栅夹芯结构具有优异的力学性能,在工程中有广泛的应用前景。现有成型工艺复杂、制备成本较高,限制了这类结构的工程应用。为简化成型工艺、降低成本,开展了新型复合材料格栅夹芯结构和三维点阵夹芯结构的成型工艺研究,并针对相应的夹芯结构研究其变形规律和机理。嵌锁组装工艺是一种制备碳纤维复合材料格栅结构较为成熟的制备方法,工艺简单且成本较低。对嵌锁组装工艺加以改进,开展了碳纤维复合材料三维格栅结构的设计、制备及性能表征研究,给出了两种拓扑构型格栅结构(蛋壳型和金字塔型)在平压、侧压以及弯曲载荷下的理论预报公式,绘制了两种格栅结构在侧压和弯曲载荷下的失效机制图,揭示了两种格栅结构在平压、侧压及弯曲载荷下的失效机理。采用电火花和激光切割工艺制备碳纤维复合材料增强三维点阵夹芯结构,提高了该类结构的面芯界面连接性能。建立了该类结构平压及剪切性能的理论预报模型,研究了该类点阵结构在平压及剪切载荷下的力学性能和失效机理,对结构尺寸与比强度比刚度之间内在联系进行深入分析。对新型点阵结构的力学性能进行了评价,并与其它复合材料点阵结构的剪切强度进行了对比分析。