● 摘要
随着各种传统交通工具的提速和新型运载工具的诞生，如何提高防护结构的耐撞性并在最大程度上保障人员安全，已经越来越成为实际工程和冲击动力学研究的重点。在众多吸能装置中，金属圆管列结构因其具有轻质、易于取材、高效吸能等优点，在冲击防护领域中被广泛应用。目前的研究多集中于圆管，对椭圆管的冲击动力学行为研究较少，故本文主要在圆管受横向冲击分析的基础上，对金属椭圆管的动力学行为和能量吸收特性进行了全面的分析，研究工作主要包括以下几方面：
首先，基于刚塑性理论建立了单个椭圆管在两平板对压下的准静态理论模型，得到了单个椭圆管结构的抗力—位移曲线。利用ABAQUS有限元软件进行了数值模拟，分析和比较了理论和数值预测的单个椭圆管能量吸收特性，两者吻合较好，为下一步工作提供基础。
其次，用LS-DYNA有限元软件对有、无侧向约束的单个椭圆管、单排的椭圆管列受到质量块横向冲击时的耐撞性能进行了分析，讨论了径厚比、长短半径比、排列方式、侧向约束等因素对结构能量吸收特性的影响；进一步计算并讨论了不同排列形式的多排椭圆管列的耐撞性和吸能特性。
最后，利用落锤装置系统和高速摄影装置，进行了不同尺寸的椭圆管受到质量块横向冲击的实验，获得了椭圆管受到横向冲击的瞬态变形模式。同时利用LS-DYNA有限元软件进行了数值模拟，对比和分析了实验和数值预测的椭圆管瞬态变形模式，两者吻合较好。