由于相变材料独特的力学性能,在工程中已经得到了广泛的应用,其材料性能的研究也相对成熟,然而对于相变材料结构件的力学性能研究,特别是在冲击载荷下的响应的研究却十分匮乏。相变结构的冲击特性研究无论在应用上还是学术上都具有重要意义。本文主要以固支梁作为研究对象,从实验和数值模拟两个方面,对具有相变特性的TiNi合金固支梁的冲击响应进行了较为系统的研究,发现了一些新现象和新规律。主要结果有：采用实验和数值模拟方法,研究了大质量低速冲击下的PE状态的TiNi合金固支梁的动态响应问题。通过对相变铰以及弯矩、轴力在动力响应过程中演化规律的分析,阐明了大质量低速冲击下相变固支梁的动力响应模式和相变对变形机制的影响。研究结果表明：固支梁的早期响应以弹性弯曲波传播的波动响应为主,弹性弯曲波在梁内往复传播约3—5次后,构件逐渐过渡到以整体结构响应为主。载荷作用下弹性弯曲波逐渐发展成为相变弯曲波,最终在撞击点和固支端形成相变铰。相变铰的形成使应变和能量沉积明显局部化,使得梁成为一个二杆铰接运动机构,中性面偏移,梁的变形演变为铰的转动和杆的拉伸变形,轴力成为主要因素。大质量低速冲击下固支梁的响应阶段分别为：弹性弯曲波的的传播和反射；弹性结构响应；局部相变；相变铰形成演化；相变铰的移动；杆机构的形成。局部相变将使得响应出现局部化特征。相变铰的形成使得梁绕铰转动,导致铰区外的弯矩迅速降低；同时对梁内的高频弯曲波的传播具有抑制作用。当相变铰处的材料进入马氏体相后,相变铰将分裂并移动。卸载时,相变铰消失,梁回复至初始态,这一点不同于传统的理想弹塑性梁。利用改装的SHPB装置,对处于PE状态的TiNi固支梁、铰支梁进行了小质量高速横向冲击实验,同时对固支梁进行了非对称撞击。实验结果表明：整个响应过程,波动响应和结构响应的时间分解点大约为1ms。波动响应阶段,固支梁在高速冲击下的响应特征为高幅值的弯曲波传播。通过与反射波的叠加将在局部特定时刻产生相变,由于该相变区相变含量较低,并不稳定,随时间的增加将会消失。结构响应阶段,将会形成相变弯曲波的传播。不同速度冲击下,弯曲波动阶段表现为传播的弯曲波幅值增加,将引起结构响应阶段的相变含量分布不同。对于铰支梁,高速冲击下将会产生高频低幅值的弯曲波传播。这些高频低幅值的弯曲波将使得撞击位置形成相变铰的时间增加。对于非对称撞击,对于距离撞击位置较小的一段,将会在撞击点和固定端形成两个大的相变区,中间为弹性区,对于较长的一段,在中间可能形成相变铰,呈现与固支梁对称撞击不同的特性。由于温度效应,使得相变区域扩展,没有形成理想的二杆铰接机构。表明相变产生的温度升高将使得相变铰硬化,同时相变使得材料软化,二种效果的综合效应需要进一步的研究。通过数值计算研究了不同质量比和不同冲击速度下相变固支梁的响应,结果表明,波动阶段受冲击速度影响较大,基本与质量比无关。结构响应与冲击能量相关,随着冲击能量的增加,将会使得结构从铰接曲梁机构向二杆铰接机构转变。轴力产生是动态冲击下固支梁结构响应的固有属性。轴力的产生使得输入能量大部分以拉伸变形能的形式存储。研究了阶跃载荷作用下无限长梁的弯曲波动问题,同时利用数值计算方法研究了不同幅值阶跃载荷作用下TiNi合金固支梁动态响应。利用模态叠加法得到了固支梁、简支梁在阶跃载荷作用下的弹性弯曲波解析解,并与数值计算结果进行了比较。比较结果表明：在0.01ms内误差较大,这是由于初始阶段主要激起的是高频弯曲波的传播,我们采用有限模态叠加,所以误差较大；其他时间范围吻合程度较高。这说明我们数值计算结果的有效性。对剪切和转动惯量的影响进行了讨论,结果表明,对我们所研究的梁可以采用Euler理论进行描述。利用2m长的梁模拟了无限长梁的弯曲波动响应。得到了1Fc、2Fc、以及4Fc阶跃载荷作用下的弯曲波动响应以及相变响应。利用上述结果考察了相变对弯曲波传播的影响。结果表明,相变对弯曲波的传播具有抑制作用。在高幅值阶跃载荷作用下,相变会发生在波动阶段,低幅值载荷作用下相变会发生在结构响应阶段；阶跃载荷作用下,能量的耗散幅值随输入能量的增加而增加；响应过程中,梁的惯性力具有重要作用；最终梁的响应表现为围绕平衡位置的振动。