本研究通过拓扑优化与参数优化结合的方法设计了一类三维超材料,以同时实现可调负热膨胀和声子带隙特性。首先,基于多尺度渐近均匀化理论,应用独立连续映射(ICM)拓扑优化方法创建具有负热膨胀特性的超材料微观结构;其次,对拓扑优化得到的概念结构进行重构,并利用基于代理模型的优化方法进行参数优化,以实现满足负热膨胀条件下的最大声子带隙宽度。数值模拟结果验证了负热膨胀和声子带隙的特性。结果表明,通过选择合适的参数,所设计的超材料可以同时具有负热膨胀系数和最大带隙宽度比。该设计方法为多功能超材料的合理设计提供了重要参考。