多胞薄壁结构是一种优异的吸能结构，具有轻质、高比强度、高比吸能、成本低等优点，被大量应用于飞机、汽车、轮船等各类交通工具的防撞系统中。金属薄壁结构在受到冲击载荷作用时，能够产生极大的变形量，通常来说，薄壁结构的轴向变形为渐进稳定变形，吸收能量大约比横向高一个数量级，故轴向加载下薄壁结构的吸能特性是该领域的研究重点。
　　通过总结前人的研究成果，本文设计了几类正多边形基多胞薄壁结构，并通过试验与模拟相结合的方法，对轴向载荷下多胞薄壁管的变形模式与吸能特性进行了分析。主要内容包括：（1）基于正多边形结构，连接形心与各顶点构建了第一类一级结构。在一级结构的基础上，通过内嵌多边形与外接圆管的方式设计了两种二级新型多胞薄壁结构，并通过准静态试验与落锤冲击试验分析了其变形模式与各项吸能指标；（2）以正三角形为基础，通过内嵌正三角形的方式构建第二类一级结构，并以此为基础再次内嵌三角形得到了二级结构。对两种不同阶数的结构进行了冲击试验，并采用ABAQUS有限元软件建立了两种结构的有限元模型，对整个冲击过程进行了模拟计算，将仿真结果与试验结果进行了对比；（3）在第二类一级结构的基础上，对结构进行不同多边形（三角形、四边形、五边形、六边形）的二级内嵌并进行仿真计算。之后利用有限元模拟进行参数化研究，包括壁厚与孔径等因素，探讨二者对结构吸能特性的影响。
　　本文的研究成果如下：（1）准静态加载与动态加载试验中，第一类二级结构的变形基本为渐进屈曲模式；以同一结构进行拓展时，内嵌多边形结构的吸能性能远优于外接圆管的吸能性能；（2）将试验与模拟结果进行对比，包括变形模式及各项吸能指标，结果表明两种研究方法的结果吻合度较高，验证了有限元仿真的有效性；（3）通过对第二类不同阶数的结构进行模拟并比较得出：1）当二级子结构为六边形时整体吸能性能比其他三种方式有明显优势，即六边形子结构对整体吸能效果的增益最大；2）壁厚的变化对不同结构的影响不同：一级结构中随着外层壁厚增加、内层壁厚减小，内嵌三角形的一级结构吸能性能逐渐降低，而内嵌六边形的一级结构吸能效果变化不明显；对于二级结构来说，外层壁厚为0.4mm、0.8mm、1.0mm的吸能性能差别较小，而外层壁厚为1.2mm时吸能效果会明显降低；3）当外层三角形的边长a在50mm~80mm范围内时，随着孔径的增加，内嵌三角形与六边形的一级结构峰值力不断提高，总吸能变化较小，比吸能逐渐降低。