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隨著社會的發展，科技的進步，多孔材料慢慢進入人們的視野。借助于其輕質、隔熱和獨特的機械性能，多孔材料被廣泛的應用在包裝運輸、汽車、航天航空等領域，其中多孔材料的一個重要作用是用作能量吸收器件來吸收沖擊能量。
不同于那些具有高阻尼的實心結構，多孔材料在受到壓縮時往往會經歷一個較長的平臺階段，使得其在受壓時能夠吸收大量的能量，而不會在受保護對象上產生高應力水平，這一點在包裝運輸和緩沖減震等領域是十分重要的。
在生活中，最常用的多孔材料主要是泡沫和具有周期性的蜂窩芯的結構(蜂窩結構)。借助于自然界中的多孔材料如木頭、骨頭等所帶來的靈感，人們已經制作出了多種泡沫材料并廣泛使用。
泡沫材料一般通過物理和化學發泡的方法制成，雖然可以保持整體孔隙率的均勻，但結構內部所形成的孔的大小、類型不一，而且孔的分布具有隨機性。這使得泡沫材料的局部力學性能成為一個不可控的變量，從而使得我們在使用過程可能會出現局部疲勞失效或者局部傳遞應力過大，這對于一些重要的物體或精密儀器的保護是極為不利的。而泡沫材料由于工藝的限制，很難形成孔隙大小一致，分布規則的結構。
3D打印的發展為多孔材料的制作提供了一種全新的方式。借助于自下而上逐層堆積的方法，3D打印可以制作出一系列孔隙規則分布、大小相同的多孔蜂窩結構，從而可以有效解決泡沫結構孔隙分布不均勻等問題。因此，多孔蜂窩結構也成為了本文的主要研究對象。
多孔蜂窩結構的力學性能受到材料、單元格形狀和相對密度等多方面的影響。通過調研多孔蜂窩結構的相關文獻發現，目前的研究主要集中在剛性或脆性3D打印蜂窩的性能上，這類蜂窩結構在受到大的壓縮載荷后往往會因為壓碎和脆性斷裂而失效，從而無法再次利用。另外，伴隨著結構的壓碎和斷裂，會產生較大載荷波動。
為了在緩沖減震、個人防護設備等領域中應用我們的蜂窩結構，有必要對彈性多孔蜂窩結構進行研究。除此之外，目前的研究往往是通過調節蜂窩結構的相對密度來調控其性能，而很少研究材料和單元格形狀產生的影響。
因此，為了填補對彈性多孔蜂窩結構的研究，借助3D打印制作出了一系列彈性多孔蜂窩結構，探究了在準靜態壓縮下多孔蜂窩結構的材料、單元格形狀和相對密度的影響。
借助于3D打印的出現，使得多材料、分層及梯度結構成為可能，這些復雜的拓撲結構都有可能增強和調整多孔蜂窩結構的能量吸收能力。
因此，除了對規則的多孔蜂窩結構進行研究外，梯度蜂窩結構的設計在本文中被引入。梯度結構使局部承載能力成為一個可控的空間變量，而不是近似的恒定值，給吸能材料的設計帶來了更大的靈活性。借助于數值模擬，對設計的梯度蜂窩結構的力學行為和吸能性進行了充分的研究。
可用于制備蜂窩結構的方法有疊加法、拉伸法和3D打印等。其中，疊加法和拉伸法常用于制作鋁蜂窩、紙蜂窩等，而3D打印可用于制造金屬或非金屬蜂窩結構。
以鋁蜂窩結構為例，疊加法通常是先將鋁箔制作成波紋條，然后再用膠粘或焊接的方法把波紋條連接起來，制造的結構的強度和壽命往往受到膠粘劑的性能影響；拉伸法則是先通過膠粘把鋁箔連接在一起，然后借助相關設備將其拉伸成蜂窩結構，通過這種方法制作的結構的強度除了受到膠粘劑的影響外，還會受到單元形狀的影響。這是由于蜂窩結構的部分局部會出現拉伸不足或過量的問題，從而使得單元形狀不夠規則，所以這種方法主要用于對結構精度要求不高的領域。
不同單元組成的蜂窩結構需采用不同的工藝流程，任意形狀的結構并不總是可能的。最后，對于定制蜂窩結構，上述方法耗時且昂貴，特別是對于具有漸變尺寸的設計。
