机动车交通事故是一个世界性的主要问题，它严重威胁人的生命和健康，对社会经济也造成严重损失，因此提高耐撞性防护已经成为设计和试验各种类型车辆的一个挑战性课题。车身前部的上梁和下梁为车辆主要的碰撞能量吸收元件，一个良好的能量吸收结构应该尽可能的将碰撞动能不可逆地转换为变形能，而多胞材料主要为蜂窝材料和泡沫材料因具有良好的吸能特性越来越多的应用于汽车缓冲吸能体系中。本文基于理论分析模型，采用显示有限元数值求解技术、代理模型及合适的优化设计方法，对提高多胞材料结构的耐撞性及吸能特性进行了一系列的研究和分析。本文综述了抗撞性优化问题、铝蜂窝材料和铝泡沫材料的研究现状和进展；简要介绍了显式有限元数值求解技术理论和吸能结构抗撞性指标，以及抗撞性优化代理模型近似理论；采用显式有限元商用软件LS-DYNA、MATLAB和iSIGHT软件对铝蜂窝材料和铝泡沫材料薄壁构件进行了抗撞性优化设计。在对圆形胞元的蜂窝材料结构进行了抗撞性优化设计时，首先建立了薄壁构件的材料模型和有限元分析模型，采用析因设计根据变量对函数值(比吸能和最大冲击力)贡献的百分比对其进行筛选，然后采用最优设计方法对样本点进行采样，采用序列响应面法对LS-DYNA分析得到的结构总应变能进行了分析和拟合，得到了两种圆形截面形状的结构比吸能关于设计变量的近似函数并对其进行优化与比较。分析结果表明环形阵列分布的圆形截面蜂窝结构吸能特性优于矩形排列分布。继而对正方形、圆形和锥形截面泡沫填充薄壁构件关于泡沫材料泊松比变量对其进行了抗撞性优化，并对这三种截面泡沫填充薄壁构件的抗撞性吸能进行对比。研究发现锥形截面泡沫填充薄壁构件的吸能特性最好，其次是圆形截面，正方形截面泡沫填充薄壁构件的吸能特性最差。本文多胞材料薄壁构件抗撞性优化研究过程中所选用的代理模型及优化算法对不同形式多胞材料结构的抗撞性研究有一定的理论参考价值，其研究结果对工程实际应用结构形状与尺寸的选取具有重要的指导意义。