汽车产业的快速发展和交通事故的频繁发生,使汽车安全成为人们关注的重点。随着汽车保有量的增加,能源和环境等社会问题也日益突出,汽车轻量化成为了未来汽车的发展趋势。近年来碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)凭借着自身轻质高强、可设计性高和比吸能能力强等优点逐渐被应用于汽车领域,以满足汽车轻量化和耐撞性的要求,然而CFRP也存在高脆性、失效不稳定以及高成本等诸多问题。越来越多的研究开始转向CFRP和金属结合在一起的复合型结构,这种结构能够满足未来汽车越来越高的吸能需求,同时还能极大地减轻吸能元件的重量。因此开展此新型结构的吸能特性研究具有重要的工程应用价值。本文以CFRP铝合金复合型管为研究对象,采用理论仿真与试验的方法对其轴向吸能特性进行了研究,探讨不同因素对其吸能特性的影响规律,为复合型吸能元件结构设计提供参考依据。主要研究内容如下:基于复合材料力学和损伤力学,结合复合材料的力学特性和失效模式,确定了复合材料面内损伤和层间损伤各自对应的材料失效准则和性能退化准则,建立了用于CFRP铝合金复合型管轴向压溃的复合材料渐进损伤模型。在ABAQUS中建立了CFRP铝合金复合型管轴向压溃的有限元模型。对比分析了矩形、正方形、正六方形、正八边形和圆形等多种截面形状的CFRP铝合金复合型管的轴向压溃过程和吸能特性。结果表明:在其他尺寸相同、截面周长不变的情况下,随着边长数量的增加复合型管的Fmax、CFE和SEA也逐渐增加,圆形截面的SEA和CFE都为最大,正八边形截面最接近圆形。基于轴向压溃的有限元模型,针对圆形截面的CFRP铝合金复合型管,分别研究了铝合金和CFRP厚度比例(tm/tc)、铺层数量、铺层角度以及轴向纤维和周向纤维比例多个因素对吸能性能的影响。研究表明:(1)铝合金和CFRP截面厚度比例比较接近时,会带来更高的SEA;(2)铺层数量的增加能有效提高吸能和压溃力效率,但铺层数过大会使SEA有所下降;(3)接近轴向的小角度铺层会带来更大初始载荷峰值,接近周向的大角度铺层则有利于提高SEA和CFE;(4)大小角度交叉铺层的管相比单角度铺层能够吸收更多的能量。设计制作了不同几何参数和铺层方式的CFRP铝合金复合型圆管试验件,分别进行了准静态轴向压缩试验。对轴向压缩过程、破坏模式以及吸能机理进行了分析。将试验结果与仿真结果进行比较,结果表明:仿真的变形模式和试验相似,耐撞性指标的误差均在10%以内,验证了仿真得到的不同因素对CFRP铝合金复合型圆管吸能特性的影响规律是正确的。