薄壁结构在轴向冲击下吸收能量,作为吸能元件被广泛应用。金属薄壁结构及复合材料薄壁壳结构,则是分别利用其因为材料的塑性变形或复合材料的损伤破坏等不可逆的行为来吸收轴向冲击碰撞载荷的能量达到缓冲吸能,保护乘客或装载物的目的。而金属圆柱壳(管)就是作为薄壁结构中最有效,最常用的吸能结构之一,在吸能体系中得到了广泛推广。一方面,金属圆柱壳破坏模式特别稳定,可以较好的吸收能量,另一方面,金属圆柱壳在海洋平台、高速公路护栏等结构中较为常见。本文基于金属圆柱壳的基本屈曲理论,采用ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件,对金属薄壁结构受轴向冲击载荷的过程进行仿真模拟,并通过改变其材料属性、几何尺寸(如截面形状或径厚比)和填充其他材料等手段探讨对其吸能特性的影响。其结论在实际工程运用中有一定的参考意义。主要研究内容如下:1、介绍薄壁结构研究的发展历程,对其轴向冲击吸能问题的理论研究,实验研究以及数值模拟的国内外研究现状进行了综述。简述金属圆柱壳屈曲的基本理论:典型破坏形式、结构动力响应分析和金属轴压的塑性铰。2、运用ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件对金属薄壁结构的冲击吸能的过程进行数值模拟并作出详细比对,对于不同材料、不同截面以及不同壁厚下对金属薄壁结构的吸能特性的影响在吸能评价体系下作出分析。3、对单层钢圆管、双层钢圆管和填充聚氨酯的钢圆管在准静态加载100mm位移和动态加载下的吸能特性进行比对分析,得出填充聚氨酯的钢圆管吸能特性更好的结论。通过本文的研究,可以为工程应用提供参考。