课题以与某研究所合作的泡沫铝材料工程应用项目为背景,通过建立基于泡沫铝材料的缓冲吸能结构冲击过程的有限元模型,研究了泡沫铝材料及其填充圆管结构的力学特性,以及泡沫铝填充圆管结构参数对冲击过程的设备加速度变化规律的影响,并对某电梯进行缓冲吸能设计,得到了各项结构参数,并进行了验证。分析了泡沫铝的压缩力学性能及其变形机理,并利用分离式霍普金森压杆测试实验研究了泡沫铝材料的动态压缩力学性能。建立了数学模型,分析了偏心率效应和相互作用效应对泡沬铝芯柱体力学及吸能特性的影响。讨论了采用泡沫铝芯柱体和弹簧缓冲器对物体(重型设备)进行缓冲防冲击设计方案,建立了缓冲吸能系统模型并进行了简化计算,给出了设计方法和流程。针对实际应用,提出了采用泡沫铝缓冲吸能结构对某电梯进行坠落冲击保护,研究了在正常工况和坠落工况下电梯缓冲方案,利用MATLAB软件分析了芯柱体结构参数对冲击过程的电梯加速度变化规律的影响,并得到了该电梯泡沫铝缓冲吸能结构的各项参数。利用材料压缩试验机,对金属薄壁圆管进行了准静态轴向压缩试验,在ABAQUS有限元软件中,对其进行数值模拟,结果与实验结果高度吻合。模拟了电梯坠落后对泡沬铝缓冲吸能结构的冲击过程,分析了冲击过程中缓冲器的响应过程、电梯的加速度变化规律以及系统冲击能量变化规律。得出了泡沫铝缓冲吸能结构能起到预期防冲击保护作用的结论。