在现代车辆人性化设计思想越来越深入的今天，被动安全防护技术已成为保障轨道车辆运行安全十分重要的工程技术。近十多年来，欧美国家车辆被动安全设计技术研究逐渐成熟并已进入工程化应用阶段，运用实践表明，根据被动安全设计思想研制的耐碰撞轨道车辆对乘员生命安全起到积极的防护作用。 轨道车辆缓冲吸能装置作为车辆被动安全防护系统的不可或缺的组成部分，其碰撞特性，其中包括吸能能力、减速缓冲等性能，对于保护乘员在碰撞事故中的安全目标起着重要作用，因而成为近年轨道车辆被动安全技术研究中的一个热点课题。吸能装置的性能不仅与其结构设计有密切的关系，也与使用材料直接相关。根据这一思路，本文拟将新型材料泡沫铝运用到轨道车辆吸能装置中，通过碰撞仿真研究泡沫铝填充对吸能装置吸能特性的影响，并由此开展了新型轨道车辆吸能防爬器的设计研究。 论文首先介绍了国内外对城市轨道车辆被动安全防护技术研究的现状，阐述了车辆被动安全系统的组成，综述了轨道车辆吸能装置的性能要求和评价指标，以及国外对于轨道车辆吸能装置的研究方法和设计思想，并对碰撞非线性有限元仿真技术进行了讨论。 论文在介绍泡沫铝动态力学性能的基础上，基于非线性有限元技术，运用MSC. PATRAM软件和MSC. DYTRAN软件通过仿真研究的方法，对泡沫铝材料的压缩性能特性进行了研究，然后将仿真结果与有关文献的试验结果进行了比较，对比结果表明了两种方法在能量吸收以及轴向冲击力等碰撞性能呈现较好的吻合度，证实了采用MSC. DYTRAN软件进行泡沫铝材料结构有限元仿真的可行性。 论文进一步对采用不同泡沫铝材料填充结构形式的轨道车辆吸能装置方案进行碰撞仿真研究，通过比较获得了较优的方案。最后，对拟使用于城市轨道车辆上的泡沫铝材料吸能装置安装到端车上，建立了包括吸能装置和耐碰撞车头的整体仿真模型，并进行了碰撞仿真，得到了安装新型吸能防爬装置的城市轨道车辆在设计冲击速度下的能量吸收等相关碰撞性能参数，较完整地模拟了耐碰撞轨道车辆在撞击下的动态响应过程，从而为新型吸能装置的研发和耐碰撞轨道车辆头车的设计提供有意义的参考。