空心点阵桁架结构在各种加载条件下是公认的最优结构之一，具备空心点阵拓扑结构的轻质多孔材料由于其对塑性屈曲的良好抵抗能力，使其较等效实心点阵桁架结构呈现出更为优异的压缩性能。本文提出采用高分子泡沫填充空心金字塔金属点阵结构的概念，该结构可同时发挥泡沫材料在能量吸收方面的优势和金字塔点阵结构中薄壁金属管件在强度方面的优势。　
本文重点研究了该新型轻质结构的静态及动态压缩性能。首先，制备了空心竖直圆管结构、PMI泡沫填充竖直圆管结构、空心金字塔金属点阵结构以及内填充PMI泡沫金字塔金属点阵结构的试件，从实验角度考察了每种结构的准静态压缩性能响应。随后，采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，在数值模拟结果与实验结果验证的基础上，系统研究了其中几种结构的准静态压缩强度、能量吸收行为、变形模式等问题，得到了不同结构的载荷—位移曲线、吸能及压溃模式图，系统研究了泡沫填充物对空心金字塔结构压缩性能的影响，分析了失效破坏机理及强化机理。本文还对PMI泡沫填充金字塔复合结构和空心金字塔结构进行了等质量设计，考察了界面连接以及填充PMI泡沫强度对等质量设计复合结构压缩性能的影响，同时给出各种拓扑构型轻质点阵结构关于压缩强度及能量吸收的材料选择图。最后，将研究扩展至动态冲击范围，在10　m/s至200　m/s的压缩速率范围内，数值模拟了PMI泡沫填充金字塔金属点阵结构及空心金字塔结构的动态力学行为，系统比较了其压溃模式、平均支反力和能量吸收特性。
研究表明，在准静态压缩工况下，泡沫填充物的引入，对芯体有强化作用同时改变了结构的压溃模式，从而增加了结构的压缩强度和单位质量能量吸收。等质量设计条件下，通过适当的PMI泡沫与304不锈钢管件复合，亦可显著提升结构的屈服强度和能量吸收。在相对较低速度的动态冲击下，即准静态压缩向高速动态冲击过渡/转变阶段，管件主要受到其泡沫填充物的强化作用，此时复合结构在强度和能量吸收方面较空心结构仍具有较大优势；在较高速冲击下，即激波阶段，惯性稳定性较泡沫填充物起主导作用，此时复合结构在强度和能量吸收方面较空心结构优势不明显。