随着科技的进步,航空、航天等领域的结构装备对轻质高强的材料提出了更高的要求,薄壁结构经过研究人员系统性的优化与设计后取得了不菲的成果,得到广泛的应用,本文使用ABAQUS有限元软件分析了两种木贼属植物仿生薄壁结构（HBTS和VHTS）在侧向冲击下的耐撞性能,由基于ABAQUS和mode FRONTIER优化软件的优化设计方法对两种结构进行优化,得到比吸能和最大峰值载荷的帕累托前沿面,为工程设计人员在薄壁结构的设计优化方面提供一定的参考价值。（1）通过ABAQUS有限元分析软件建立HBTS在侧向冲击载荷下的有限元模型并验证其有效性。分析了整体壁厚、内径和肋骨数对HBTS耐撞性以及变形模态的影响。研究发现内径、整体壁厚t以及肋骨数对结构的耐撞性有显著影响。比吸能以及最大峰值载荷随着肋骨数以及结构整体壁厚的增加而增加。当t较大时,适当增加内径可以提高安全性能而不会降低结构的比吸能。碰撞力效率对于整体壁厚、肋骨数以及内径的变化不敏感。通过对两种不同质量的HBTS在进行比较和研究后发现,HBTS各个部分的壁厚变化会显著影响其变形模态进而影响结构的吸能量、比吸能以及最大峰值载荷。因此,对于HBTS各部分的壁厚有必要进行优化。使用基于ABAQUS有限元软件与mode FRONTIER优化软件的优化设计方法展开优化,由全因子试验设计方法在设计空间生成3750组实体样本点并进行数值计算。由3750组样本点构建比吸能和最大峰值载荷的代理模型,结果显示Kriging代理模型具有最高的精确度。由Kriging代理模型结合多目标粒子群优化算法展开多目标优化,对HBTS的5个设计参数进行优化后获取帕累托前沿面,分析了该前沿面上各个HBTS的设计参数分布情况。对帕累托前沿面分析研究后发现,肋骨数为14或16的HBTS占据绝大多数,只有在最大峰值载荷较小的情况下才会出现其他肋骨数的HBTS。对优化所得到的帕累托前沿面进行验证,将峰值载荷限制为5k N和10k N,Kriging代理模型所预测的比吸能和最大峰值载荷与数值模拟结果相比,其误差皆在2.73%以内。（2）斑纹木贼广泛分布于欧洲、北美洲、俄罗斯、日本等世界各地,具有优异的环境适应能力,由其不同于其他木贼属植物的V型连接肋的结构特征,设计出5种具有不同肋骨个数的VHTS。为了提高该类薄壁结构在侧向冲击下的耐撞性,使用ABAQUS有限元软件建立数值模型并进行分析。结果显示,同种质量下VHTS结构中,相比于其他肋骨数的VHTS,肋骨数为2和3的VHTS具有较大的峰值载荷与较小的比吸能,在耐撞性设计中应该避免此种结构。使用基于ABAQUS有限元软件和mode FRONTIER优化软件的优化设计方法对VHTS结构进行优化。由全因子设计方法在设计空间生成3125组样本点,经过数值计算后构建代理模型。相比于二次、三次和四次多项式响应曲面,Kriging代理模型和径向基函数具有更高的精确度。将最大峰值载荷限制为45k N,对由不同代理模型所获取帕累托前沿面进行验证,结果显示Kriging代理模型具有最好的预测效果,预测点的最大峰值载荷以及比吸能的误差分别为0.68%和0.83%。