爆炸、高速冲击等偶然荷载作用下结构的安全防护一直是土木工程领域的热点研究课题。采用被动安全防护技术是当前防护技术发展的主流，新型轻质吸能材料在抗爆抗冲击结构中的应用正越来越引起研究人员的关注。泡沫铝是一种人工制备的多孔材料，具有低密度、轻质量、高比强度、高比刚度以及良好的缓冲吸能特性，是近些年来备受关注的新型结构与功能材料。泡沫金属材料在爆炸、高速撞击等荷载作用下具有良好的塑形大变形能力，能够有效吸收爆炸冲击产生的能量，在国防军工、航天航空及防护工程等领域具有广阔应用前景。由于普通泡沫铝自身承载力较低，不能单独作为承载结构使用，工程上往往将泡沫铝和钢板(铝板)制成三明治板(夹层板)的结构形式加以应用。此外，将泡沫铝填充在圆形管中提高结构在冲击作用下的承载能力也是这类材料重要的应用和研究领域。总之，利用致密连续金属的强度和泡沫金属的缓冲吸能特性，制备成各类形式的金属-泡沫铝组合结构，提高被保护结构的抗爆炸抗冲击能力，已经成为防护工程领域中重要的发展和研究方向。本文针对钢板-空心微球/Al基复合泡沫三明治板结构和空心微球/Al基复合泡沫填充圆钢管这两种组合结构的抗冲击、抗爆性能进行了系统的实验研究和数值模拟仿真分析，以探索其力学性能，具体详细的研究内容如下：(1)利用显示LS-DYNA非线性动力有限元程序，对一级轻气炮驱动泡沫铝金属子弹高速撞击钢板-铝基复合泡沫三明治板结构的冲击试验进行数值模拟，考察不同参数条件下，夹层板局部的变形与吸能特性；(2)利用LS-DYNA有限元软件，基于LEB方法模拟TNT炸药爆炸冲击夹层板，探究夹层板在均布冲击荷载作用下的动态力学响应；(3)使用电子万能压缩试验机和落锤冲击试验机，分别对薄壁圆钢管、普通泡沫铝填充圆钢管和铝基复合沫填充圆钢管组合结构进行了轴向、横向的准静态压缩和冲击试验，探讨圆柱形试件在不同方向上的准静态和动态屈曲失稳模式、承载能力及吸能特性;(4)在对试验结果进行分析的基础上，采用LS-DYNA有限元软件，建立所考察试件的精细化有限元模型，对试验结果进行了相应的数值模拟和初步的参数分析，初步验证了有限元模型和计算方法的正确性，为进一步开展多参数分析奠定基础。