蜂窝材料由于重量轻、比强度高、比刚度大、具有优良的抗冲击能力和吸能能力而受到人们的重视,目前已经在航空航天、交通运输、机械、能源、化工、建筑等领域得到广泛应用。但在工程应用中,蜂窝材料不是单独使用的,通常作为填充材料和上下两层面板构成蜂窝夹层复合材料以及和四周围框组合在一起使用,因此在研究蜂窝材料性质的时候必须要考虑面板和围框对其的影响。在理论研究方面,许多学者对蜂窝材料的面内等效弹性模量进行了推导,但是大部分学者并没有考虑面板和围框的约束,本文通过ANSYS有限元软件,选择基于铁木辛柯理论的BEAM188梁单元建立了蜂窝材料的平面2D模型,对其在X方向和Y方向进行位移约束,计算出纯蜂窝状态下的蜂窝材料面内等效弹性模量,并跟实验值和理论值对比后发现误差控制在合理的范围内,说明了有限元模型的有效性。然后由BEAM188单元建立了围框约束下的蜂窝材料的2D有限元模型,得出受围框约束的装置面内等效弹性模量,进一步得出围框厚度的改变对结构等效弹性模量的影响。最后利用SHELL181壳单元建立受面板约束的蜂窝材料的3D有限元模型,通过相同的计算方法得到蜂窝夹层板中蜂窝材料的面内等效弹性模量,并和现有的理论结果进行比较,得出现有理论模型的使用范围。其次,在ANSYS/LS-DYNA显示动力学软件中建立了基于蜂窝材料吸能装置的有限元冲击模型。通过改变冲击载荷和蜂窝材料的设计,确定出不同条件下各蜂窝材料的吸能能力。数值模拟结果表明,刚度较大的铝蜂窝材料在不同冲击载荷下都表现出了较好的吸能能力,因此该蜂窝材料较适合高速冲击吸能。接着,考虑到围框对蜂窝材料的影响,建立了有围框保护的蜂窝材料有限元模型,通过改变围框的厚度和围框与蜂窝材料之间的距离,得出围框对蜂窝材料吸能能力的影响。并进一步得出不同铝蜂窝材料的对应装置在刚体不同冲击速度下的吸能能力。最后,将蜂窝材料内部填充不同密度的泡沫铝,采用SOLID164单元建立泡沫铝的等效力学模型,数值结果表明:带有填充材料的吸能装置比没有填充材料的吸能装置速率明显提高,且在冲击速度为15m/s-25m/s的范围内填充装置的吸能效果很好,吸能效率也随着填充材料密度的增加而提高。论文的研究结果对高效冲击吸能装置的设计有指导意义。