由于碳纤维增强复合材料高比强度的特点,使用金属/碳纤维混合管替代金属材料可以使各类载具结构轻量化,提高续航降低排放,以及提高碰撞安全安全性。本文以铝方管与环形编织碳纤维增强层所组成的金属/碳纤维混合管为研究对象,通过实验与仿真相结合的方式展开研究。研究主要围绕:混合管失效模式以及几何结构的影响,碳纤维增强层提升混合管吸能的机制,碳纤维增强层提升金属管吸能性能的影响机制等方面展开,旨在探究混合管的能量耗散机制及寻找较低成本提高吸能的方法。对此,本文开展和完成了以下的研究工作:（1）通过实验研究了金属/碳纤维混合方管几何结构（管长和管厚）对其失效模式和耐撞性表现的影响。其结果表明:几何结构可以影响铝方管的失效模式:增加管长和管厚会分别引发整体屈曲折叠和折角撕裂这两种灾难性失效模式,吸能表现极差;由于碳纤维增强层可以有效的抑制折角撕裂和全局失稳失效,金属/碳纤维混合方管的失效模式较为稳定。（2）采用实验和仿真相结合的方法,对碳纤维增强层面内性能的影响进行研究。实验采用碳纤维增强层的层数和编织角度改变其面内性能,从而改变金属/碳纤维混合方管中碳纤维增强层与金属管的交互行为。通过对这些不同的相互作用机制的研究,发现:高纵向性能的碳纤维增强层可以加速混合管管壁折叠,从而提升混合管吸能表现;而高横向性能的增强层也可以通过向内挤压金属管,使其向内偏心折叠,来提升混合管吸能表现。（3）基于对金属/碳纤维混合方管的折叠吸能机制研究成果,以此优化混合管的吸能表现。首先,利用高横向性能的增强层可以向内挤压铝方管提升吸能的机制;尝试提高横截面长宽比,对矩形混合管进行研究;实验结果表明:矩形混合管存在不同于方形混合管的折叠机制和吸能表现。然后,利用高轴向性能的增强层加速铝方管折叠的机制;尝试通过增加轴纱数量的方式来提高增强层轴向性能（替代通过增加增强层数来提高纵向性能的方法）,在更低碳纤维用量下,重现了这一特殊的混合管吸能提升机制。最后,尝试改变碳纤维增强层的织物结构,对单轴编织,双轴编织和三轴编织混合管的吸能表现进行对比和研究。其结果表明:单轴编织混合管因为层数多,分层损伤显著且折叠瓣数量多,吸能稍好于双轴混合管;而三轴编织混合管,由于轴纱对折角的破坏,以开花模式失效,吸能表现远好于其他两者。