在工程领域中，许多零部件在长时间受到往复冲击碰撞载荷的作用后发生失效，而其作用应力一般约为零构件材料屈服极限的1/5至1/2。经大量工程试验研究发现，零部件承受多碰载荷而失效的多种起因都可归结为材料发生了宏观塑性变形现象。本文利用分层塑性响应法进行低应力多碰动态响应试验，研究了YT01工业纯铁在低应力冲击载荷作用下的宏观塑性累积变形规律，着重考察了碰撞能对宏观塑性累积变形的影响，建立了其宏观塑性累积变形数学模型。对实验室自制的第二代多碰试验机进行了改进。能够实现在不改变冲击应力水平的情况下，改变碰撞能的要求。选用组织单一、结构简单的YT01工业纯铁作为低应力多碰试验材料。对试件进行坐标网格划分，利用分层塑性响应方法，在相同碰撞应力，不同碰撞能下，对试件分成三组进行多碰试验。试验结果表明，即使在远低于材料屈服极限的多碰应力作用下，一定冲击次数后试样靠近冲击表面的一段区域内也可产生足够大的宏观塑性变形；在冲击过程中，塑性变形速率并不是恒定的，且变形分布也不是均匀的，具有明显的趋表效应；试件大约在碰撞256×103后，基本不再发生宏观塑性变形；对于相同冲击应力下的试样，发现碰撞能越大的试样，其最终累积变形量越大；在冲击过程中，碰撞能越大，其塑性变形速率也会相应的变大；试样表层的变形量、应变率会随着层深的增加，呈梯度性迅速衰减，在相同碰撞应力下，碰撞能越大，其抵抗变形的能力越弱。从位错理论以及应力波传递两方面分析了多碰失效机理，初步探讨了碰撞能对累积变形量及变形率的作用。表明碰撞能是试样发生宏观塑性变形的重要因素，碰撞能的多少影响着试样内部晶体发生位错的几率的大小，从而影响其多碰塑性变形大小。根据累积变形量试验数据，建立了多碰塑性累积应变与碰撞次数、碰撞能、冲击应力累积应变数学模型，根据该数学模型，代入初始条件（碰撞能和冲击应力），即可得出冲击次数下材料的塑性累积应变以及其累积变形量。根据各层应变率试验数据，建立了应变率与层深、碰撞能、冲击应力数学模型，根据该数学模型，可比较精确得求得在安定状态下，某一层深的变形率，为工程预测提供依据。