随着人类活动范围的扩大和交往的日益频繁,碰撞事故也越来越多,这些事故对人们的生命以及财产安全产生了严重的威胁。金属薄壁结构由于其优异的轻质性和耐撞性,一直被广泛地应用在汽车、飞机和火车等的碰撞动能耗散系统中。因此,研究金属薄壁结构在冲击载荷作用下的耐撞性能,对金属薄壁结构在碰撞过程中的结构防护和安全应用有重要意义。本文以一种类向日葵薄壁夹芯圆柱壳吸能薄壁结构为研究对象,采用了仿真分析的方法对金属薄壁结构耐撞性进行研究。采用径向和轴向两种加载方式对类向日葵薄壁夹芯圆柱壳进行数值模拟计算,研究了类向日葵薄壁夹芯圆柱壳在不同工况下的变形模式和吸能特性。在径向冲击模拟中,研究了加载角度、冲击速度、壁厚和花瓣数等参数对类向日葵夹芯圆柱壳变形模态和吸能特性的影响。在瓣尖压和瓣间压两种加载角度下,使用不同的冲击速度对类向日葵夹芯圆柱壳进行数值模拟计算,得到了类向日葵夹芯圆柱壳结构的变形模式、初始峰值力、比吸能和平均压缩力。结果表明,这些参数都会对夹芯圆柱壳结构的耐撞性能产生一定的影响。夹芯圆柱壳径向变形模式与单壁金属圆柱壳有明显的不同,花瓣顶端与外壳之间的连接限制了外壳向外扩张。在质量恒定条件下,瓣尖压和瓣间压两种加载方式对类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式有很大的影响,主要表现为结构承载部分的不同,瓣间压比瓣尖压的载荷-位移曲线波动更小。随着外壳壁厚的增加,瓣尖压冲击方式下薄壁结构的吸能效率降低,瓣间压比瓣尖压的比吸能最高多出了44.6%;随着花瓣数的变化,金属薄壁结构的吸能效率存在一个最优值;随着冲击速度的增大,薄壁结构的初始峰值力、比吸能和平均压缩力都在增大。在轴向冲击模拟中,通过结合初始峰值力、比吸能和平均压缩力等耐撞性评价指标,研究了壁厚、花瓣数、加载速度和长径比等因素对类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式和吸能性能的影响。研究发现,在8瓣模型中,随着外壳壁厚的增加,内壳包围的中心图形由圆形变为多边形,最后变为正方形。而在具有更多花瓣的模型中,内壳包围的中心在变形过程中一直保持为圆形。在质量恒定的条件下,随着冲击速度的增大,类向日葵夹芯圆柱壳的初始峰值力、比吸能和平均压缩力都在增大;随着外壳壁厚的增加,类向日葵夹芯圆柱壳的比吸能和平均压缩力减小;随着花瓣数的增加,类向日葵夹芯圆柱壳的吸能效率逐渐呈现规律性,即存在一个最优值;在不同长径比下,类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式可能会发生改变,且变形模式的不同会导致吸能效率存在差异。