由于早期对车身结构抗撞性能的研究主要依赖于试验的方法,即通过试验检验整车及相关安全部件的耐撞性以及人体的损伤指标,这类研究需要通过反复设计,反复试验多辆汽车而完成,于是整车及安全部件的开发试验花费较大而且工期很长。由于试验费用昂贵,因此汽车碰撞试验正逐步被计算机仿真方法所取代,且后者已成为现代汽车的研发中的一个应用热点。计算机仿真已经有比较成熟的理论体系和比较广泛的应用范围,尽管其并不能完全替代实车试验,但它可以作为实车试验的重要补充,在汽车研发过程中发挥巨大的作用,基于轿车薄壁构件碰撞的变形及吸能特性的仿真与分析具有现实的理论和工程应用背景,其研究工作可为车身吸能元件、整车抗撞性研究等奠定理论基础和依据。因此,开展这方面的研究工作不仅具有重要的学术价值,同时也具有工程实用意义。当前,薄壁构件作为一种低成本、高吸能的元件,广泛应用于飞机、汽车等几乎所有交通工具的碰撞冲击能量耗散系统中。薄壁构件吸能元件主要通过自身塑性变形来耗散冲击能量,受到冲击载荷作用时结构产生很大的压溃行程,从而将冲击能量均匀地耗散,瞬时冲击载荷强度因而大大降低。同时,薄壁管结构轴向变形所吸收的能量大约要比横向高一个数量级,因此研究薄壁管件在轴向冲击载荷作用下的动态吸能特性对结构抗撞性研究具有重要的指导意义。本文基于显示非线性有限元理论基础,对有限元分析碰撞中模型的合理简化、网格划分和材料参数的设置等关键问题进行了探讨,并结合长方形薄壁梁的破坏模式从质心加速度和比吸能值两个方面分析了不同截面形状薄壁梁的碰撞性能和不同厚度的薄壁梁碰撞性能。为了寻求一种薄壁结构能使初始的加速度峰值下降并在前端开始屈曲形成叠缩后能基本保持沿纵向对称变形而局部稳定,然后设计了锥形截面薄壁梁,然后比较了锥形薄壁梁与直形薄壁梁的碰撞性能。最后设计了诱导槽薄壁梁,并分析了不同形状诱导槽薄壁梁的碰撞性能、无诱导槽薄壁梁与有诱导槽薄壁梁的碰撞性能和不同诱导槽位置对V形薄壁梁碰撞性能的影响。