运输类飞机在坠撞冲击中,客舱地板下部结构提供了一个较大的可压缩区域,其变形模式与吸能能力对乘员的生存力有着重要影响。客舱立柱与货舱支撑件是机身结构主要的垂向结构元件,其吸能特性、变形与失效行为对整个机身结构的吸能情况、变形与失效模式有着重要的影响。有限元仿真分析方法作为试验研究方法的重要补充手段,是适坠性研究中不可缺少的研究方法,而准确的有限元仿真建模技术仍是适坠性研究中需要解决的关键问题。本文选取客舱立柱与货舱支撑件为研究对象,从材料与元件两个层级,结合试验与仿真对其进行冲击失效行为研究。首先对机身典型结构元件所使用的2024-T42铝合金材料,设计加工狗骨试验件进行准静态与动态拉伸力学试验,设计加工缺口试验件进行准静态拉伸试验。试验结果表明材料的流动应力的应变率效应不明显,但其失效应变具有一定的应变率效应。不同的应力状态对材料失效应变具有很大的影响。其次,基于材料拉伸试验数据,建立并对比了多种仿真材料本构及失效模型。所建立的Hartley-Srinivasan本构模型与GISSMO损伤模型与试验数据吻合最好。设计螺栓搭接件进行动态拉伸试验与仿真。试验结果为搭接板被拉断,其试验数据规律与材料试验中规律一致。有限元仿真对比了不同材料模型的准确性。参考实际机身结构元件,设计C型支撑件试验件进行轴向冲击试验与仿真,设计C型立柱进行动态三点弯试验与仿真。在屈曲失效模式相同的情况下,C型支撑件的冲击载荷峰值一致,与冲击速度无关。C型立柱动态三点弯试验主要用于动态弯曲载荷下仿真模型的验证。冲击仿真对比分析了不同材料模型的模拟结果,总结了结构动态冲击失效有限元仿真的关注要点。最后,使用经试验验证的有限元模型进行变参分析。在其他条件一定时,C型元件在轴向冲击下,失效模式随着元件厚度的增加,由渐进式压溃转变为局部屈曲,再转变为突发性局部屈曲;失效模式随着元件长度的增加,由渐进式压溃转变为局部屈曲,再转变为整体屈曲。C型元件的吸能主要靠产生塑性变形,使C型元件尽可能产生更大的塑性变形,有助于增加吸能。本文探讨了机身典型结构元件冲击失效行为,发展了适用于结构冲击失效的有限元建模方法。研究成果可为金属飞机结构坠撞冲击仿真、设计和验证提供重要支撑作用。