现代轨道交通对于高速动车组的综合性能有着极高的要求,在保证动车组高速运行的前提下还需进一步实现节能减排、轻量化和更高等级的安全防护等,这些需求之间存在着对立与统一关系,采用更轻且强的复合材料蜂窝夹芯结构车体对于实现矛盾双方的相对均衡具有重要意义。本文采用了实验研究与有限元仿真相结合的手段,对复合材料蜂窝夹芯结构在低速冲击载荷下的力学响应与吸能特性展开研究,并对格栅增强蜂窝夹芯结构这一新型结构的低速冲击阻抗进行了数值仿真与参数分析,主要工作如下:首先采用落锤冲击试验机进行了特定铺层形式的复合材料蜂窝夹芯结构动态冲击实验,考虑了不同冲击能量对夹芯结构力学响应的影响,得到了结构在低速冲击载荷下的接触力、位移及能量吸收时程曲线,结合破坏模式分析,总结出了不同冲击能量下结构的响应规律。其次利用LS-DYNA软件,依据蜂窝等效理论对蜂窝芯体进行了等效分析,获得了蜂窝芯体等效模型的本构关系及关键参数,通过与蜂窝压缩实验结果及壳单元模型计算结果的对比,验证了等效模型的可靠性,在不影响夹芯板整体变形模式的前提下,规避了数值仿真中蜂窝芯体精细建模带来的计算量过大的问题,为夹芯结构低速冲击问题中蜂窝芯体的等效处理提供了一定的参考依据。然后基于Tsai-Wu损伤失效准则与蜂窝等效理论建立了复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击有限元模型,通过有限元计算结果与实验结果的对比,验证了有限元模型的有效性与准确性。同时,研究了夹芯结构上面板的损伤失效演化过程及其特征,对每一铺层的损伤按照不同的失效模式进行了区分。结果表明,在较低的冲击能量下,基体的拉伸与压缩失效为复合材料蜂窝夹芯结构面板主要的失效形式,而纤维的拉伸与压缩失效并不明显。最后,针对格栅增强蜂窝夹芯结构低速冲击问题进行了有限元建模,讨论了若干因素对夹芯结构动态冲击力学响应的影响,包括不同冲击能量、不同的格栅间距与不同的格栅厚度等。结果显示,格栅增强蜂窝芯体的应用可有效提升夹芯结构的承载能力,且在不同层级的冲击能量下,格栅-蜂窝混式芯体具有良好的吸能稳定性;在一定程度上格栅间距适度增加可以改善夹芯结构的破坏模式而不影响其能量吸收能力;增加格栅厚度对于提升结构的低速冲击阻抗影响显著。