近年来,随着我国汽车保有量和高速公路里程的不断增加,公路上发生的交通事故也在逐年增加,其中近1/3的事故是由汽车与护栏碰撞造成的,每年造成巨大的人员伤亡和财产损失,所以分析汽车与高速公路护栏碰撞的事故,研究人体损伤防护以及护栏和车辆防护性能的改进具有非常现实而重大的意义。本文主要从车和护栏的角度,用计算机仿真的方法系统研究了轿车与高速公路护栏的碰撞。文章先对国内外高速公路发展情况和高速公路交通事故进行了统计分析,并对国内外汽车-高速公路护栏碰撞事故的研究情况进行了对比分析。然后,文章对高速公路护栏的种类、设计方法和性能评估等方面进行了全面讨论。文章基于多刚体动力学碰撞仿真软件MADYMO,建立了多刚体轿车-有限元双波形护栏碰撞系统仿真模型。通过研究车辆和护栏在碰撞中的动态响应来揭示乘员的损伤与交通事故中的相关因素,如碰撞角度、碰撞速度等,之间的内在关系,对比在不同碰撞角度和碰撞速度时,车辆与护栏的动态响应来研究轿车与护栏之间的碰撞规律,并取得一些有意义的结论。在对影响护栏防护性能的外在因素进行了研究之后,本文接下来还对影响护栏防护性能的内在因素——护栏横梁板的设计参数m、h₁和r₁与护栏整体防护性能的相互关系进行了研究,结果分别从护栏的吸能特性和护栏作用在轿车上的加速度两个方面进行分析。研究表明,对于设计参数m,从护栏的吸能特性来看,现役护栏吸收的碰撞能量最多的,所以对应的三个设计量都是最优的;从护栏作用在轿车上的加速度来看,现役护栏作用在车体X方向上的加速度相对较小,在Y方向上加速度却较大,Z方向几乎差别不大,设计参数h₁和r₁也得到相似的结论。最后,本文在总结了轿车与高速公路波形护栏碰撞中轿车的动态特性及护栏防护特性的基础上,提出了当前研究所遇到的若干问题和解决方案,并展望了进一步的研究目标。