层级蜂窝是在传统六边形蜂窝基础上加入二级结构后形成的新的蜂窝结构。对这种新的蜂窝结构,本文进行了面内和面外吸能特性的研究。层级蜂窝在受到面内冲击时,其平均力和单位质量吸能差别较大。通过对比分析,我们得到了一种单位质量吸能特性远高于传统蜂窝的层级蜂窝结构。在对这种蜂窝结构进行面外冲击研究时,我们发现其平稳力远高于面内冲击时的平稳力,并且Triangular层级蜂窝的单位质量吸能为同厚度下传统六边形蜂窝的3倍。因此,将这种层级蜂窝结构轴向力学特性应用于汽车发动机盖中,用以提高对行人的保护性能。首先,运用有限元仿真软件Ls-dyna分析了三种不同层级结构蜂窝的面内吸能特性。其中,对边长比和层级对其单位质量吸能和平均力的影响进行了对比研究。从中得出了如下结论:Triangular层级蜂窝、Kagome层级蜂窝和Hexagonal层级蜂窝的单位质量吸能特性和平均力依次减小;当边长比r=1/5和层级N=1时,Triangular层级蜂窝(即,T层级蜂窝)为传统六边形蜂窝单位质量吸能的2倍。基于T层级蜂窝优异的面内吸能特性,我们研究了边长长度和厚度对T层级蜂窝面内吸能特性的影响。之后对T层级蜂窝轴向吸能特性进行了优化,在优化中,主要考虑了边长长度和边长厚度两个因素,目标为单位质量吸能特性最大,同时峰值力最小。根据最优解集曲线,当边长长度为20mm、厚度为0.426mm时的T层级蜂窝为最优解。最后,根据我国法规GB/T 24550-2009的要求,建立行人保护头锤模型;获取T层级蜂窝的等效力学响应关系;用实体模型代替结构复杂的层级蜂窝结构。对比新的夹层蜂窝发动机罩和原发动机罩仿真结果发现,在相同冲击条件下,新的发动机罩对行人的保护作用更好。