本文结合汽车和轨道车辆相关碰撞规范,以城市有轨电车为研究对象,以减小有轨电车攻击性,保护汽车及乘员,提高有轨电车与乘用汽车碰撞兼容性为目的,以通用有限元分析软件为分析工具,采用有限元仿真分析方法对有轨电车与汽车的碰撞兼容性进行研究。围绕该研究对象,本文进行了相关问题的研究:首先,进行有轨电车与汽车的碰撞模型简化及合理性研究。建立有轨电车与汽车的整体碰撞模型,将有轨电车以35km/h的碰撞速度碰撞汽车侧面,对有轨电车与汽车的碰撞行为进行初步研究。研究发现整体模型计算效率低并且十分耗费存储空间,不利于碰撞兼容性问题的深入研究,于是根据整体模型的碰撞特点,采用本文提出的简化方法,创建了集中质量刚柔耦合碰撞模型。并对简化前后的仿真结果进行对比分析,验证了简化模型的合理性、高效性以及准确性。然后,进行有轨电车与汽车的碰撞兼容性研究。参考汽车和有轨电车的碰撞标准,结合有轨电车与汽车发生碰撞事故的特点和情形,确定有轨电车与汽车碰撞的10种工况。采用集中质量刚柔耦合碰撞模型(汽车模型中有侧碰假人),对10种碰撞工况进行仿真分析。对汽车及其乘员的相关损伤指标进行分析,发现有轨电车与乘用汽车之间存在较严重的碰撞兼容性问题,当碰撞速度大于30km/h时,汽车变形严重,其乘员会有受重伤甚至生命危险。最后,进行有轨电车前端缓冲吸能系统设计及优化研究。为改善有轨电车与汽车的碰撞兼容性,根据有轨电车复杂的碰撞场景和特殊的碰撞安全性要求,设计了有轨电车两级缓冲吸能系统。针对一级缓冲吸能系统的缓冲器刚度和防护罩外形进行优化,最终得到碰撞兼容性效果最好的一级缓冲吸能系统,并对优化前后结果进行对比分析,发现优化后的前端缓冲吸能系统的碰撞兼容性和安全性得到大幅提升,完全满足碰撞安全性要求。