汽车保有量地快速增长带给我们极大便利的同时,也导致了交通事故频发、环境污染严重和能源紧张的现象。为了在发生交通事故时尽可能保护乘员的安全以及有效降低环境污染和减少能源消耗,汽车吸能装置的耐撞性能和轻量化设计一直是汽车安全性的研究热点。针对传统金属单壁结构存在的吸能效率低和载荷稳定性差的缺陷,本文提出了多孔胞体材料复合填充以及纤维增强多孔胞体材料的设计方法,采用有限元数值分析和实验测试的方法对其吸能性进行研究,具体内容如下:(1)提出了一种基于泡沫和蜂窝多孔材料的复合填充结构,对比了单一材料部分填充、全填充及不同材料复合填充设计对结构耐撞性能的影响。研究发现,蜂窝与泡沫复合填充设计能效地提高圆形多壁结构的吸能能力,其耐撞性能优于单一材料填充结构;此外,对于单一胞体材料填充结构,部分填充结构的耐撞性要优于全填充结构。因此,将多孔胞体材料用于吸能部件时可以考虑采用部分填充设计的形式。(2)探索基于碳纤维复合增强的多孔胞体材料的力学性能,通过实验研究了不同参数匹配下的纤维增强多孔胞体材料及其填充结构的吸能机理。研究发现,纤维增强多孔胞体材料中碳纤维增强管的数量、直径以及聚氨酯泡沫的密度对其耐撞性有较大的影响,而碳纤维增强管的分布半径则影响较小;此外,纤维薄壁管与多孔胞体材料之间的交互作用能较好的提升纤维增强胞体材料的吸能性;并且,实验对比分析了纤维增强多孔胞体材料与传统多孔材料(铝泡沫和铝蜂窝)填充结构的耐撞性,研究发现本文提出的纤维增强胞体材料填充结构比铝蜂窝和铝泡沫填充结构有更优的耐撞性能。因此,纤维增强多孔胞体材料的设计为提升结构的吸能性提供了新的思路。