泡沫铝填充薄壁结构是一种解决“轻量化”和“耐撞性”的重要途径，在航空航天、汽车工业有着广泛的应用前景。本文提出采用新的试验方法和分析方法研究泡沫铝的力学性能。通过细观压缩原位观测的试验方法研究了泡沫铝压缩时孔壁的破坏规律和细观吸能机理；采用分形方法研究了泡沫铝的细观结构和力学性能；文章的最后还着重讨论了泡沫铝填充薄壁结构的相互作用效应。本文主要开展了如下工作：　　 泡沫铝细观吸能机理及力学性能研究。提出采用原位细观与宏观压缩试验方法研究脆性泡沫铝单向压缩过程的破坏规律，依据细观试验揭示了孔壁的失效模式及其细观吸能机理，并部分解释了宏观试验断裂带的成因。研究表明，缺陷是影响泡沫铝力学性能的重要因素；脆性泡沫铝的细观吸能机理主要有弯曲断裂、拉伸或剪切断裂、孔壁内部的裂纹扩展、断裂孔壁的摩擦和挤压等四种模式。　　 泡沫铝细观结构及其力学性能的分形表征。针对泡沫铝细观结构的随机性和无序性，提出采用分形理论对其细观结构进行表征。采用信息维数算法研究了不同密度泡沫铝的细观结构对其分维的影响。结合推广的Sierpinski垫片研究了泡沫铝的屈服强度与分维的联系，建立了泡沫铝屈服强度的尺寸效应模型，该模型既能反映泡沫铝特殊的尺寸效应，又能在一定程度上表征细观结构对力学性能的影响。　　 泡沫铝填充薄壁结构的轴向压缩性能及相互作用效应研究。结合轴压试验的压溃过程及相应的载荷.位移曲线，研究了填充薄壁结构的失效规律；依据填充结构的压溃形貌，解释了相互作用效应的产生机理，并比较了多种匹配关系的填充结构的相互作用效应。采用数值模拟的方法对填充结构的轴向压缩的破坏模式和相互作用效应进行了研究。基于超叠缩单元理论，结合填充结构的压溃形貌，改进了脆性泡沫铝填充薄壁结构的吸能解耦模型，该模型能更准确的反映填充结构的破坏模式和吸能性能。