力学超材料具有突破自然材料性能界限的反常规/超常规力学性能，具有重要的科学价值和工程意义。合理设计力学超材料中的微观结构构型是获得超常性能的关键。本研究方向以三维微结构为研究对象，结合理论分析和优化设计等方法，通过理性设计微结构的几何构型，获得理论最优刚度、最大屈曲和屈服强度等极限力学性能的微结构优质构型；采用先进的3D打印技术，加工金属、塑料等材质的微结构样件，研究为满足制造要求或加工缺陷对样件性能的影响；探索将极限性能的力学超材料应用于航空、航天、汽车等领域的主承力结构的创新设计。