随着我国高速公路里程的不断增加，高速公路上发生的交通事故数量也在逐年增多，由此造成的人身及财产损失也是巨大的。因此有必要对汽车与高速公路护栏碰撞的规律进行研究，改进现有护栏结构形式，提高护栏在碰撞事故过程中吸收能量的能力，从整体上改善护栏的防护性能。基于这一现状，中交第一公路勘察设计研究院专门立项进行公路护拦的开发研究，本论文依托该项目针对波形梁公路护拦的力学性能展开研究。 本文通过研究汽车与波形梁护栏在碰撞过程中的动态响应来分析汽车的运动规律和护拦的损害程度，并针对现有波形梁护拦的不足提出新型公路护拦以改进护拦的防护性能，使司乘人员在交通事故中受到的损伤程度进一步降低。 本文从几何非线性、材料非线性和接触非线性入手，分析了汽车与护栏碰撞过程中所涉及到的各种非线性问题，讨论了碰撞动力学中的有限元法，在此基础上建立了汽车与护栏碰撞的有限元模型。在碰撞模型中，针对护栏与汽车的弹塑性大变形现象，对汽车与护栏发生接触的部位进行了细化，又充分考虑了摩擦的影响和刹车效应，较好地实现了对实际情形的模拟；并将仿真结果与实车碰撞试验结果相比较，验证了有限元仿真分析方法的可行性。其次，通过改变碰撞过程中的初始碰撞条件，分析了波形梁护拦在四种工况下车辆运动的规律和护栏体系碰撞损害程度。通过对比分析不同计算工况下汽车的运动轨迹、位移、速度和能量，波形梁护拦板的位移、应力和应变，对不同计算工况下波形梁护拦的防护性能做出了总结。最后，提出了公路波形梁护栏的改进方案，通过应用数值模拟方法将新型公路护栏与现有波形梁护拦的力学性能进行分析比较，表明改进后的护栏吸能能力性能优于现有波形梁护栏。 本文为以后进行新型公路护栏的研究工作提供了一定的思路和参考。