汽车的被动安全性很大程度上取决于车身结构的耐撞性能,提高汽车结构的碰撞安全性对于降低交通事故的危害、保障乘员的人身安全具有重大意义。泡沫铝是一种具有特殊几何结构的多孔材料,其具有优良的吸能特性,同时密度小、质量轻,是汽车理想的碰撞吸能材料。本文对泡沫铝填充的薄壁结构耐撞性及其在汽车结构上的应用进行了多层次的研究,主要的研究内容如下:研究了空心方管和泡沫铝填充方管在准静态单轴压缩和轴向冲击载荷两种工况下的变形模式和吸能特性。通过分析泡沫铝填充方管的载荷-位移曲线,得到了总吸能(EA)、比吸能(SEA)、峰值载荷(PCF)、平均载荷(MCF)、碰撞载荷效率(CLE)等相关吸能特性评价指标。研究了空心方管和泡沫铝填充方管在准静态和冲击载荷三点弯曲工况下的变形模式和力学性能。利用有限元仿真分析的方法,对比空心方管和泡沫铝填充方管在抗弯性能上的区别。通过分析载荷-位移曲线,得到了总吸能、比吸能、峰值载荷、平均载荷、碰撞载荷效率等相关吸能特性评价指标。以某车型SUV的前纵梁结构为研究对象,将泡沫铝作为吸能材料填充至前纵梁内部,设计了泡沫铝填充式前纵梁结构。以汽车正面碰撞工况为基础,分别对原型车前纵梁和泡沫铝填充式前纵梁结构的动态轴向压溃性能进行仿真分析,对二者的变形模式以及吸能特性进行对比。以某车型SUV的B柱结构为研究对象,将泡沫铝材料填充至B柱结构中,设计了泡沫铝填充式汽车B柱结构。以汽车侧面碰撞工况为基础,分别对原型车B柱结构和泡沫铝填充式B柱结构的动态三点弯曲性能进行仿真分析,对二者的变形模式和吸能特性进行对比。研究结果表明,将泡沫铝作为吸能材料填充到汽车的吸能结构中能有效提高结构的耐撞性。泡沫铝填充式复合吸能结构对于提高汽车的碰撞安全性具有重要价值。