多胞结构因其内部结构的复杂性,宏观上表现出了很多优异的综合性能,如较轻的质量、较高的强度、良好的抗冲击性能等,从而被广泛应用于汽车、飞机、船舶及各种军事领域,尤其是用于冲击防护结构的设计。目前广泛应用的多胞结构主要使用金属等硬质材料,金属材料有较大的结构刚度,结构设计更加灵活,但是在冲击作用下易被压溃,导致装置的可重复利用率较低。故本文以硅橡胶为主要原料,设计了一种软质多胞结构,该结构保留了金属多胞结构良好的缓冲特性,同时利用其弹性特点,冲击后可迅速恢复原状,极大的提高了重复利用率。本文通过试验与仿真相结合的方法,对多胞软质夹层复合防护结构在低速冲击下的响应特性进行研究。首先基于多胞结构的特点,设计了一种新型多胞软质夹层复合防护结构。通过3D打印、石蜡熔模、硅胶成型等技术,制作出一种多胞结构试件,并搭建试验平台,进行落锤冲击试验。研究了不同冲击能量下多胞结构的动态响应规律,得到落锤的加速度随时间的变化曲线,分析其变化规律,为后续仿真分析及相关规律的研究提供依据。然后,在试验的基础上,建立多胞结构的有限元模型,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对不同落锤高度下的多胞结构的低速冲击过程进行计算,以加速度为主要指标,将数值模拟结果与试验结果对比,验证数值模型的准确性。同时对冲击过程中多胞结构的应力云图、能量变化、背板应力变化等进行分析,进一步说明本文研究的软质多胞结构相对于实心结构有更好的抗冲击性能。其次,在验证了有限元模型准确性后,对多胞软质夹层复合防护结构的影响因素进行探讨。在14.7J冲击能量下,依次分析腔体形状、空腔尺寸以及空腔气压三个因素与多胞结构的冲击响应特性关系,发现球形空腔有较好的抗冲击特性;在一定范围内,空腔尺寸越大其缓冲效果越好;合适的气压对多胞结构抗冲击性能会有一定的提升效果。最后,对多胞结构进行优化设计。运用正交试验设计方法对多胞尺寸、空腔间距以及空腔气压进行样本点采集,选择背板应力为目标函数,构建二阶响应面代理模型。通过最小二乘法来拟合目标函数,进行优化分析,最终得到一种性能较优的多胞软质夹层复合防护结构。