轻质点阵复合材料与结构在温度变化及高温环境下的应用需求日益突出。本文针对上述工程应用需求,开展了轻质点阵复合材料与结构热变形调控以及高温防隔热的多功能设计研究。针对剧烈温度变化环境下的结构热变形控制问题,本文设计出可实现热膨胀系数由正到负广泛可调控的功能点阵复合材料与结构,可实现反常的零或负热膨胀。所设计的点阵复合材料包括平面、三维点阵材料以及点阵圆柱壳结构,并系统的建立了基于不动点的一般化设计方法。另一方面,针对热结构的高服役温度极限要求,本文采用陶瓷基复合材料C/SiC制备出点阵夹芯结构,其服役温度可高达1600℃。通过实验表征和数值仿真,系统地获得了C/SiC点阵夹芯结构在典型载荷下的强度、刚度、破坏模式及失效演化规律,以及在高温环境的烧蚀和防隔热特性。进一步提出了基于C/SiC点阵夹芯结构的集成式热防护系统,建立了热力耦合分析和尺寸优化方法。相较于传统的高温合金夹芯结构热防护系统,本文设计的集成式热防护系统具有服役极限温度更高,面密度更小的优势。本文设计的轻质点阵复合材料与结构集成了热变形可调控以及高温防隔热的功能,进一步拓展了点阵结构的多功能集成化和工程应用范围。