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金属薄壁吸能结构具有良好的吸能效果,因而被广泛用作汽车的吸能部件。设计出具有良好耐撞性能、轻质高效的金属薄壁吸能结构,对于提高汽车被动安全水平、节约能源等方面具有重要意义。本文研究工作围绕提高金属薄壁吸能结构的耐撞性能展开。为了改善薄壁吸能结构的耐撞性能,本文提出了4类新型吸能结构,并对其耐撞性能进行了深入研究。首先,为了推导新型吸能结构在轴向压溃下的平均载荷理论公式,同时利用有限元仿真方法对新型吸能结构进行耐撞性研究,本文重点介绍了超折叠单元理论与简化超折叠单元理论,并简述了显式非线性有限元理论的相关理论。然后,本文基于简化超折叠单元理论,推导了新型吸能结构在轴向压溃下的平均载荷理论公式。为了改善薄壁吸能结构的耐撞性能,本文提出一种新型吸能结构：双六边形多胞管。根据简化超折叠单元理论,将4类双六边形多胞管的截面划分为三种基本角单元：2-型角单元、3-型角单元、T-型角单元,分别介绍了每类角单元的能量耗散表达式。在此基础上,推导了4类双六边形多胞管在准静态轴向压溃下的平均载荷理论公式。考虑到结构动态效应对动态平均载荷的影响,推导了4类双六边形多胞管在动态轴向压溃下的平均载荷理论公式。其次,本文基于有限元仿真方法研究多胞管的耐撞性能,同时利用仿真结果对平均载荷理论公式进行可靠性验证。采用全因子试验设计方法对4类双六边形多胞管进行了试验设计,每类结构选取16个试验样本点,并分别建立有限元模型,共对64个模型进行轴向动态压溃仿真计算。将仿真得到的平均载荷与采用本文理论公式计算求得的理论预测值进行对比,验证了双六边形多胞管的平均载荷理论公式的准确性。通过对仿真结果进行对比分析,结果表明：Type-2多胞管具有最高的比吸能和载荷效率,因而具有最优的耐撞性能。最后,本文对Type-2型双六边形多胞管的工程应用进行了探究。由于Type-2型双六边形多胞管具备优良的耐撞性能,本文提出了一种新型吸能盒：Type-2吸能盒。将原吸能盒与Type-2吸能盒分别应用到某款车型的前保险杠结构中,建立其有限元模型,并进行100%正面低速碰撞(16km/h)和高速碰撞(50km/h)仿真计算。将二者的仿真结果进行对比分析,结果表明：相比原吸能盒,应用Type-2吸能盒对改善前保险杠结构的耐撞性能贡献更大,同时,采用Type-2吸能盒结构的质量降低了35.54%,有利于车身的轻量化设计。