天然纤维资源丰富、绿色环保、生物可降解等优点吸引了人们的关注,将天然纤维作为结构材料使用,成为了学者们研究的一个新方向。点阵结构的设计可以同时实现材料设计、结构设计与功能性设计,被认为是极具发展前景的一类新型材料。本文结合材料设计与结构设计,制备了菠萝叶纤维点阵圆筒结构。文中,首先探索菠萝叶纤维点阵圆筒结构的制备工艺,并对菠萝叶纤维复合材料的性能参数进行测试;之后关于菠萝叶纤维点阵圆筒结构的平压性能进行实验测试、理论分析与有限元分析,并采用有限元模型对点阵圆筒结构进行优化;随后探索胞元构型与圆筒层数对菠萝叶纤维点阵结构平压性能的影响;最后菠萝叶纤维与玻璃纤维以不同的夹芯组坯方式制备菠萝叶纤维/玻璃纤维夹芯点阵圆筒结构,并探索夹芯组坯式点阵结构的平压性能。关于菠萝叶纤维点阵圆筒结构的制备工艺,首先对圆筒结构进行设计,包括构型设计、尺寸设计;之后,根据点阵圆筒的设计尺寸,制备了木模;以木模为刚性模具,制备了硅橡胶模;最后采用缠绕工艺制备了点阵圆筒结构。关于菠萝叶纤维复合材料的性能,首先制备了复合材料纤维板,测试了纤维板的拉伸性能,得到了菠萝叶纤维增强复合材料的拉伸弹性常数;之后制备了菠萝叶纤维肋条,测试了纤维肋条的压缩性能,得到了菠萝叶纤维增强复合材料的压缩模量及压缩强度。关于菠萝叶纤维点阵圆筒的平压性能,分别采用实验测试、理论模型和有限元模型进行分析研究。实验结果表明:点阵圆筒结构的主要失效形式为靠近交叉点附近环向肋条的分层与断裂;通过红外光谱分析,发现菠萝叶纤维与酚醛树脂间的界面结合不仅有物理结合,还包括化学结合;有限元模型预测的结构破坏部位与实验现象相似,实验测试的点阵圆筒结构的极限承载力达到预测值的73-84%,说明了有限元预测的有效性;有限元模型与理论模型对点阵圆筒轴向位移的预测值相近,约为实验值的77-96%。证实了有限元模型的可行性后,设计了正交试验,采用有限元模型对菠萝叶纤维点阵圆筒结构的参数进行分析研究,探索不同因素在某一条件下的主次顺序,对结构的设计进行优化。关于胞元构型对菠萝叶纤维点阵圆筒结构平压性能的影响,首先设计了3种不同胞元构型的点阵圆筒,分别为拉伸主导型的小三角形(I型)、弯曲主导型的菱形(II型)和拉伸主导型的大三角形(III型),通过轴向压缩实验与有限元模型对3种结构的平压性能进行了分析研究。结果表明:3种结构中,I型结构的设计最为合理;II型与III型在承载过程中均发生了整体屈曲。关于圆筒层数对菠萝叶纤维点阵结构平压性能的影响,首先设计3种层数的点阵圆筒,分别为3层、4层和5层,通过轴向压缩实验与有限元模型对3种结构的平压性能进行了分析研究。结果表明:3层与4层点阵圆筒的力学性能均得到了充分发挥;5层点阵圆筒由于上下端面的质量相对较差,结构的性能未得到充分发挥。关于菠萝叶纤维/玻璃纤维夹芯点阵圆筒的平压性能分析,首先设计了3种不同组坯方式的点阵结构,菠萝叶纤维层用P来代替,玻璃纤维层用G来代替,3种结构分别为:(PG)_n、PGP和GPG结构。通过轴向压缩实验对夹芯点阵圆筒结构的力学性能进行分析研究,结果表明:(PG)_n、PGP和GPG夹芯点阵圆筒的破坏部位发生在肋条交叉附近的环向与螺旋向肋条;从结构的抗压角度出发,相比于结构PGP和GPG,结构(PG)_n不具备优势条件;从轻质高强角度出发,PGP夹芯点阵圆筒的性能最好,GPG结构次之,(PG)_n最差。菠萝叶纤维点阵圆筒结构轻质高强、具有可用比强度/比刚度,同时可以在连通空间中配置功能性材料,用于建筑、民用等领域,如地板。菠萝叶纤维点阵圆筒结构自身可以作为结构承载,也可以将其作为一种基础结构,进行二次设计。平行于圆筒轴向方向,在点阵圆筒外侧添加面层,可以制备格栅加筋结构;平行于圆筒轴向方向,在点阵圆筒内外侧添加面层,可以制备点阵夹芯结构;垂直于圆筒轴向方向,在点阵圆筒的上下侧添加面层,可以制备多层级结构等。菠萝叶纤维点阵圆筒结构力学性能的探索,可以为生物质基点阵结构的进一步研究应用提供指导。