我国提出未来民用运输类飞机的复合材料用量将超过百分之五十,因此对复合材料结构在民机中应用的研究有着十分重要的现实意义,本文对典型民机货舱下部结构进行研究。对六种不同构型的复合材料C型柱进行准静态轴向压缩试验,并将试验与仿真方法相结合,通过LS-DYNA有限元仿真软件建立16层壳复合材料C型柱模型,对比分析仿真与试验获得的载荷-位移曲线、失效模式、以及吸能特性参数,包括初始峰值载荷、平均压缩载荷、总吸能,并且通过试验后的CT扫描结果,对失效模式与吸能机理进行了深入研究。为了简化模型,建立单层壳复合材料模型,对比单层壳仿真结果与试验结果的吸能特性评估参数,验证模型的有效性。根据建立的单层壳模型以及强度等效方法,将全金属货舱下部结构中的金属支撑立柱替换为复合材料支撑立柱,建立带有复合材料立柱的货舱下部结构有限元模型,对比分析带有复合材料支撑立柱的货舱下部结构与全金属货舱下部结构的变形模式、加速度响应以及吸能特性。为了探究中间支撑立柱的倾斜角度对货舱下部结构冲击响应特性的影响,分别建立了带有45°、65°、90°、120°中间复合材料立柱的货舱下部结构模型,发现四种结构的总吸能相差较小,其中带有65°复合材料中间立柱的货舱下部结构的总吸能与金属货舱下部结构的总吸能最为接近。设置了3m/s、3.5m/s、4m/s、4.5m/s、5m/s、5.5m/s、6m/s以及6.5m/s八种冲击速度,对于不同中间立柱角度的货舱下部结构,当冲击速度在3m/s至5m/s之间时,复合材料立柱只发生极少量的局部屈曲与脆性断裂,基本上仍保持完好,当冲击速度达到5.5m/s及以上时,复合材料立柱存在横向断裂的风险,结构的压缩位移增长更快。45°中间立柱下端间距相对较大,使机身框面更易发生变形,65°、90°、120°的中间立柱下端间距相对较小,机身框的下部随着冲击速度的增加逐渐被压实。复合材料立柱自身始终没有吸收大量的能量,然而会对结构中载荷与能量的分配产生影响,使机身框、紧固件和货舱横梁更容易产生明显的塑性变形而吸收能量。为探究机身框厚度对货舱下部结构冲击响应特性的影响,分别设计0.5T、0.75T、T、1.25T、1.5T五种厚度的机身框结构,结果发现,无论中间立柱的角度如何变化,机身框厚度为0.75T的货舱下部结构均具有最高的总吸能,其中带有45°中间立柱的货舱下部结构总吸能值最大,为3560J,高于金属货舱下部结构的总吸能。中间支撑立柱的角度与机身框厚度都会对货舱下部结构的冲击响应特性产生影响,因此在实际工程中,可以根据预期达到的目的来进行货舱下部结构的设计。