安全、节能、环保一直以来都是汽车设计制造过程中的三大主题,因此,异质金属车身引起汽车企业的广泛关注,其中主要影响汽车碰撞吸能特性和轻量化程度的异质金属前纵梁性能成为当今汽车领域的研究热点之一。而作为前纵梁最恰当的简化结构,单帽形异质金属薄壁管碰撞性能的研究具有重要的意义。首先,本文进行了异质金属单帽管轴向准静态压缩试验,并根据试验结果验证了有限元建模方法。基于该有限元模型对比研究了异质金属单帽管和单一金属单帽管的轴向碰撞性能,发现钢铝混合单帽管相比于钢质单帽管具有更好的吸能效率和更高的轻量化水平。在此基础上,还进行了几何参数分析,分别对比分析了帽形板厚度和面板厚度对不同材料组合单帽管的整体性能影响,发现帽形板厚度的增大会显著提高单帽管的吸能和比吸能水平,而面板厚度的增加对单帽管吸能效果的提升作用相对较小。并且在大多数的厚度组合下,异质金属单帽管均具有良好的碰撞性能表现。其次,为了满足后续单帽管斜向加载试验的要求,本文设计制造了一种新型薄壁管斜向加载试验夹具。相比于以往试验夹具,它的特点在于能够适用于多种截面形状、截面尺寸的薄壁管,并且实现了加载角度的连续变化。最后,本文利用上述斜向加载试验夹具,进行了异质金属组合单帽管准静态斜向压溃试验,通过再试验验证了有限元模型,运用该有限元模型对比分析了不同角度下异质金属单帽管与单一金属单帽管的斜向碰撞性能。结果发现钢铝混合单帽管的整体表现要优于单一钢质单帽管,值得注意的是,异质金属组合单帽管分别在变形模式和吸能特性上具有明显的优势。综上所述,异质金属在汽车前纵梁的设计制造上具有广泛的应用前景。