近年来，研制兼具优异力学性能和吸能性能的轻质复合材料及结构是当前多功能复合材料结构技术研究的热点问题之一。纤维增强树脂基复合材料的使用程度成为评价结构好坏的重要指标，在交通运输、卫星壁板等工程领域得到了广泛的应用。与单层夹芯结构相比，部分具有特殊构型的复合材料多层夹芯结构在竖直方向压缩（拉伸）时会产生横向收缩（膨胀）的现象，即负泊松比现象（拉胀现象）。负泊松比结构作为一种力学超材料结构，在吸能等方面具有不可比拟的优势。设计一种新型，高强度，易制备的负泊松比结构成为了当前工程应用的重要需求。本参赛项目基于仿生思想，设计并制备了一种新型碳纤维汽车吸能盒结构，采用试验、理论和数值仿真相结合的方法系统研究了结构的力学性能即破坏机制。 首先，基于复合材料管结构良好的力学性能，将复合材料碳纤维管结构作为主要的承力结构。通过热模压二次成型法实现了波纹板-管结构的制备，为使结构与设计一致，设计型架用以保证该结构的构型，实现了结构的制备；接着，研究了结构的压缩特性。结果表明，新型碳纤维汽车吸能盒结构具有良好的力学性能，在受压缩或冲击时会产生向内收缩以此提高刚度的现象，且在破坏过程中结构主要出现两个吸能段，即波纹板厚度主导的吸能段和管的材料所主导的吸能段。相比于市面上现有的金属吸能盒，新型碳纤维汽车吸能盒结构极大程度减轻了重量，并对吸能盒壁厚加以调整。基于ABAQUS软件的数值仿真结果与实验结果基本吻合，可以用于预测该构型的力学性能。该研究成果可以为该类复合材料多层负泊松比结构的吸能设计提供参考。