近年来,随着我国车型的变化以及高速公路的飞速发展,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的碰撞造成的。汽车与护栏间的碰撞问题属于三维非线性大变形结构动力碰撞问题,是非常难的课题,目前我国对道路交通安全的研究尚处于起步阶段,因此,在这方面的研究工作就具有非常重要的学术意义和工程意义。论文在参考国内外研究成果的基础上,首先研究分析了国内外护栏的种类、特点以及发展情况;推导研究了汽车与护栏碰撞过程分析的动态显式有限元方法基本原理,并对接触算法、沙漏控制及时间步长控制进行了分析,为后面的汽车与护栏碰撞提供了理论依据。其次,利用有限元软件HyperMesh完成了白车身的有限元模型建立,对其进行了自由模态分析,并对结合自由模态试验结果,对有限元模型进行修正来保证模型的准确性。在此基础上建立了整车的有限元模型。并按照国家、交通行业标准JT/T281-1995的要求建立了护栏的有限元模型,然后建立了汽车与护栏碰撞系统的有限元模型。通过对汽车-护栏-路面耦合碰撞系统进行数值模拟,得到碰撞过程中的能量曲线及相关数据,并对其进行分析来验证分析结果具有较高的精确性。结合护栏耐撞性水平的评价标准对仿真分析结果进行分析评价,并对两种护栏的碰撞性能及防撞机理进行了分析比较,根据GB11551-2003的评价标准对车身速度、加速度进行分析。最后,针对护栏横向变形量过大以及事故车辆车轮与护栏立柱发生阻绊的问题,结合我国西部道路的特点,对两波护栏结构进行改进以提高其防护支持力,并利用有限元仿真分析手段对传统护栏和改进后的护栏的防护性能进行了对比研究。结果表明,改进后的护栏结构具有更好的防护性能和导向性能,有效地避免了二次事故的发生。