分析城市道路汽车碰撞护栏事故发现,汽车与隔离护栏碰撞后,护栏横梁容易形成开口薄壁长管结构损伤车体,甚至侵入车内对乘员造成伤害。被研究较多的是护栏上横梁穿透车前挡风玻璃对乘员造成贯穿伤害的情况,而护栏下横梁形成的长管结构对车体和乘员的损伤情况易被忽视。实际事故显示,汽车与中央隔离护栏碰撞后,护栏下横梁会形成开口长管穿透前照灯,在一定条件下会侵入车内,对乘员下肢造成损伤。因此,对变形护栏长管结构碰撞前照灯和乘员下肢的情况进行研究是很有必要的。针对以上问题,本文首先通过有限元仿真实验法建立整车-护栏碰撞模型,仿真结果证明了碰撞后护栏下横梁存在碰撞前照灯并损伤车体的情况。基于这种情况,建立前照灯-护栏长管结构的碰撞简化模型来分析护栏被撞形成的长管结构对前照灯的贯穿过程。进一步的将长管穿透前照灯的影响因素包括碰撞速度、碰撞角度、长管端口情况进行条件组合,通过144组仿真实验来分析长管穿透前照灯的条件。实验结果表明:长管是否形成异形端口对能否穿透前照灯没有影响;碰撞速度小于30km/h或碰撞角度小于30°时,长管无法穿透前照灯;当碰撞速度在40～70km/h且碰撞角度为60～90°的任意组合因素下,长管均能穿透前照灯。此外,基于事故中护栏形成横梁加竖杆的多管结构并与前照灯碰撞的情况,建立多管结构-前照灯的碰撞仿真模型,分析不同碰撞速度下多管结构对前照灯的碰撞情况,结果表明:多管结构与前照灯碰撞后前照灯损坏严重,当碰撞速度大于30km/h时,多管结构能够穿透前照灯,穿透前照灯后横梁形成开口薄壁长管结构。基于所得长管穿透前照灯的条件,进一步研究长管结构由前照灯侵入车内对乘员下肢的损伤情况。建立胫、腓骨-长管碰撞模型,由仿真结果分析不同碰撞速度、碰撞角度和长管开口情况下胫、腓骨的损伤情况。结果表明:长管穿透前照灯后继续侵入车体碰撞乘员小腿会导致小腿胫、腓骨开放性骨折;撞击速度越快、角度越小,骨折发生时间越短、损伤越严重;异形端口会造成更严重的损伤。最后,针对护栏被撞后形成开口薄壁长管这一安全隐患,本文提出一种新型护栏的结构设计方案并通过仿真分析对其安全性进行验证,结果表明新型护栏被汽车碰撞后不会形成威胁乘员安全的开口薄壁长管结构,且碰撞后对车内乘员的生存空间影响很小,整体安全性有所提升。综上所述,本课题研究了常见城市道路中央隔离护栏被撞后形成的开口薄壁长管结构与前照灯的碰撞和对乘员下肢的损伤情况,提出了避免形成开口薄壁长管结构的新型护栏的设计方案,在一定程度上为城市道路护栏设计及相关行业标准的制定提供了参考,为车辆碰撞安全及乘员保护提供了新思路。