提出孔径梯度三周期极小曲面(TPMS)多孔结构参数化设计方法，基于螺旋二十四面体(Gyroid)单元构建孔隙率分别为30%、45%、60%和75%的径向和轴向梯度TPMS多孔结构模型。对模型进行有限元分析，根据分析数据建立Gibson-Ashby模型。采用选择性激光熔化成形技术制备孔隙率为60%和75%的多孔结构TC4钛合金样件，采用有限元仿真和压缩试验数据分析孔隙率和孔径梯度方向对多孔结构样件力学性能的影响。Gibson-Ashby拟合曲线表明：随着孔隙率的增大，多孔结构样件的力学性能下降；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。压缩试验结果表明：孔隙率为60%的多孔结构样件，其力学性能优于孔隙率为75%的多孔结构样件；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。