瓦楞纸板和聚乙烯泡沫是两类优良的缓冲吸能材料,通过聚乙烯泡沫对纸瓦楞夹层管不同的填充方式,所得到的填充管状结构具有更好的吸能特性和抗冲击性能,本文通过试验和有限元模拟对比分析了纸瓦楞空管、单填充单管、单填充双管和双填充双管的变形模式和缓冲吸能特性。本文的主要研究内容包括:首先,试验研究了不同填充方式的纸瓦楞夹层管的缓冲吸能特性。对夹层管进行了轴向跌落冲击试验,得到其加速度-时间响应曲线和应力-应变曲线,对比分析不同填充方式的纸瓦楞夹层管的变形模式。利用总吸能、比吸能和压缩力效率等参数来对比研究不同填充方式的纸瓦楞夹层管的缓冲吸能特性和抗冲击能力。X向瓦楞管主要发生手风琴变形模式,Y向瓦楞管以稳态渐进屈曲为主,由于聚乙烯泡沫层和纸夹层管壁的相互挤压效应,增强了瓦楞夹层管的承载能力和稳定性,所以空管的抗冲击性能最差,双填充双管的抗冲击性能最佳;冲击能量相同的情况下,空管、单填充单管、单填充双管和双填充双管的总吸能依次增大;X向纸瓦楞夹层管无论何种填充方式,其总吸能、比吸能和单位体积吸能均优于Y向纸瓦楞夹层管。其次,对不同填充方式的纸瓦楞夹层管的轴向跌落冲击特性进行了有限元模拟分析。使用SolidWorks软件建立了纸瓦楞空管和复合夹层管状结构实体模型,将实体模型在HyperMesh中进行网格划分得到有限元模型,导入到ABAQUS软件中求解,得到不同填充管的压缩变形量和缓冲吸能结果,并与试验结果进行对比。随着冲击能量的增加,纸瓦楞空管和填充管的压缩量都呈现线性增大的趋势;有限元模拟与试验所得到的聚乙烯泡沫填充纸瓦楞夹层管的压缩变形量误差在±5%左右,在误差允许范围内,总吸能的仿真结果整体大于相同条件下的试验结果,但是试验与仿真模拟所得总吸能结果规律相同,均表明X向复合夹层管状结构的总吸能、比吸能、比总体效率大于Y向复合夹层管。最后,对有限元模拟与试验结果的误差来源进行了分析,对有限元模型进行了修正。通过调整有限元模型的网格大小,加入空气滑动摩擦系数,设置模拟重锤的质量块与复合夹层管状结构的绑定接触,使得误差减小,有限元仿真结果更加接近试验值。有限元模拟与试验结果对比表明,双填充双瓦楞夹层管状结构的吸能效果好,而且X向复合夹层管的缓冲吸能特性更好。本论文的研究工作为聚乙烯泡沫填充纸瓦楞管的冲击防护包装结构设计提供了理论与技术参考。