缓冲结构的研究对于包装运输行业的发展起着至关重要的作用,传统缓冲材料结构中使用最多的就是蜂窝结构,随着社会经济的发展和科学技术的进步,对缓冲材料结构的要求也越来越高,为此促使科研工作者去寻找性能更加优良的缓冲材料结构。本文通过有限元方法对开尔文胞体单元组成的空间结构做了分析,另外对比分析了开尔文结构与蜂窝结构和正六面体结构的力学性能。本文主要做了以下工作:首先介绍了缓冲材料结构的研究现状,总结了前人的研究成果和研究方法。研究分析了多种空间多面体,确定了开尔文结构作为本文的主要研究对象,并通过三维作图软件UG建立了CAD几何模型。针对当前缓冲材料结构研究方面存在的不足,决定采取有限元的方法对开尔文结构进行分析。其次建立了开尔文结构的有限元模型,通过对比分析不同单元尺寸的开尔文胞体组成的空间结构,得到在特定胞体单元尺寸下组成的开尔文空间结构,变形、应力分布、承载能力和能量吸收性能相当的结论。这对缓冲结构的设计提供了一些参考,性能相当的产品,尺寸越小加工难度越大,选择较大尺寸的胞体单元堆叠成缓冲结构将会便于生产。对比分析了开尔文结构与蜂窝和正六面体结构的变形、应力分布。观察到开尔文结构在动态冲击中变形逐层发生,与刚性质量块接触的胞壁最早发生屈曲,而蜂窝结构初始屈曲首先在蜂窝结构表面中间胞壁产生,屈曲形式是从中间向两边扩展,蒙皮上应力值较小。正六面体结构的变形是结构胞壁首先产生褶皱,然后屈曲沿着初始褶皱扩展。最后通过对开尔文结构与蜂窝和正六面体结构的应力-应变曲线和能量吸收性能对比,观察到开尔文结构出现两个应力峰值,且在动态冲击下小于蜂窝结构的应力峰值。得到开尔文结构在平台应力阶段与蜂窝结构平台应力接近,大于正六面体结构的平台应力的结论。通过对比能量吸收曲线,得出开尔文结构线性阶段吸收单位体积能量时应力较小,能量吸收总量稍微小于蜂窝结构、远远大于正六面体结构的结论。