目前,各类结构物或设备的安全防护问题受到越来越多人的关注,各种新型的防止碰撞冲击破坏结构物或设备的辅助设施正不断涌现。在桥梁防撞、汽车防追尾、飞机起落架优化、重要物资空投等现实问题面前,缓冲器以其冲击缓冲效果好、性能稳定、耐久性好而深受国内外专家学者的青睐。近年来各类适用于不同工作环境需要的缓冲器相继诞生,国内在缓冲器研究方面起步较晚,但随着需求的增加,相关缓冲器的研究也在迅速跟进。性能良好的缓冲器具有广阔的应用前景,本文所研究的大行程多级缓冲器具有行程大、缓冲力平稳可调等优点必将得到广泛应用。本文的工作主要包括:(1)设计和制作了大行程多级缓冲器,特别是设计了独特的限压式溢流阀,实现了在整个冲击过程中缓冲力的基本平稳,不随冲击速度的变化而发生较大的改变;设计和制作了缓冲器冲击加载及测量的试验装置,实现了在重物冲击速度为5m/s以内时缓冲器变形的加速度、位移和冲击力的同步测量。(2)对缓冲器进行了冲击试验,同步测量获得了在不同冲击物质量、不同冲击速度和缓冲器限压参数下的冲击力、位移、加速度与时间关系曲线,通过对试验数据分析,获得缓冲器缓冲力的影响规律,建立了缓冲力的力学模型,并对模型参数进行了初步确定。(3)利用缓冲器力学模型,模拟船撞击桥墩建立了桥墩-缓冲器-船的Ansys有限元计算模型,分析了桥墩的结构反应,在保证结构安全的前提下,对缓冲器的使用进行了分析。