薄壁金属圆管作为缓冲吸能元件无论是径向还是轴向塑性变形都有很好的缓冲吸能效果,且均能明显降低冲击碰撞反力,在冲击碰撞作用下最终能够发生较为规律的变形模式,因此被广泛应用于各个行业的被动安全碰撞设计中,但是对于建筑结构中的开合屋盖被动安全碰撞设计,尚无利用的先例。因此本课题组深入研究了薄壁金属圆管在开合屋盖结构被动安全碰撞设计中利用的可行性及相关理论。一直以来对于薄壁金属圆管在静载和冲击碰撞动载作用下的轴向和径向塑性变形的研究结果都是基于经验公式和试验结论得出的,对于轴向和径向压溃反力以及塑性变形和吸能的理论研究都还不完善,本文主要进行了此方面的理论研究,主要研究了径向和轴向准静态荷载以及冲击碰撞荷载作用下圆管的变形模式、力学行为以及吸能特性,考虑了圆管几何尺寸,冲击速度,冲击质量等因素对失效模式、平均荷载和碰撞反力的影响,并且考虑了应变率和强化效应的影响,推导出了两种不同荷载类型下的碰撞压缩反力理论公式。继而通过LS-DYNA有限元软件对上述研究内容进行了仿真分析,得到了与理论公式相一致的结果,从而验证了理论公式的正确性,对今后利用薄壁金属圆管进行相关被动安全碰撞设计具有指导意义。