碰撞、跌落、火烧是核材料运输过程中最为典型的事故场景。在这些场景下,核材料将面临严酷的力、热载荷条件,一旦发生放射性材料的泄露,对人员、环境造成的危害将会十分巨大。要降低上述事故风险,采用抗事故包装箱进行运输非常必要。为保障抗事故包装箱有较好的缓冲及隔热性能,一般需要进行缓冲及防隔热实验。由于其质量、尺寸较大,完全通过原型试验来判断方案可行性往往成本巨大、试验周期长。相似理论是把个别物理现象(模型)的研究结果推广到这一类相似的物理现象(原型)上去的科学方法。模型实验则是在模型和原型之间建立某种关联以满足相似理论的要求,并通过获取特定条件下的模型响应来预测原型的响应规律。由于可以避免大型工程原型产品试验投入巨大、试验周期长、试验环境受限、存在安全风险等突出问题,可以进行多轮次、多状态、多工况重复性试验,该方法成为解决当前这类工程问题的技术途径之一。本文旨在研究轴向中低速跌落情况下抗事故包装箱动力响应的相似准则,建立通过冲击载荷相似情况推断抗事故包装箱原型抗事故能力的设计方法。本文将抗事故包装箱简化为二维动力学模型,对跌落冲击模型进行了解析解求解,然后对其结果进行了量纲分析,确定了3个相似指标,建立了包装箱设计的相似条件。在此基础上,计算了原型与比例模型在相应跌落条件下的位移响应,运用相似准则对模型响应与原型响应进行了等效性评价,获得了较好的结果。然后以抗事故包装箱内容器底部圆心和半径处的应力作为表征其抗冲击能力的指标,找出影响应力的主要物理量,通过量纲分析,建立了原型与模型应力相关的无量纲关系式,确立了在完全相似情况下和不完全相似(畸变)情况下的模型设计准则。之后对原型和模型进行了跌落冲击的数值模拟计算,分析结果表明基于所建立的完全相似设计准则,缩尺模型的应力响应与原型的应力响应具有较高的相似性。而所建立的畸变模型应力响应与原型响应存在有特定规律的偏差,故引入了速度修正指标对畸变模型进行合理地修正。在修正后,畸变模型和原型的应力响应可以有更好的相似性。