针对现适用于独立桩(树、电线杆、桥墩等固定物)抗撞结构设计一般都只单方面考虑撞击物或被撞击物的安全性,交通运输领域目前还没有形成一种既能保护撞击物安全,又能保护被撞击物完整性的独立桩抗撞结构的通用设计方法。本文提出了一种独立桩抗撞结构的碰撞相容设计方法,利用该方法得到的独立桩抗撞结构能使撞击物与其碰撞相容。首先,研究了车辆碰撞相容性的三个重要参数:质量、刚度和前端几何形状是如何影响车辆碰撞相容性的,并以此为理论基础,结合撞击物与独立桩抗撞结构碰撞过程中撞击物和被撞击物的安全性能要求,确定了独立桩抗撞结构的碰撞相容性评价指标;并基于车辆碰撞相容性研究,从抗撞结构的几何形状、刚度和质量着手,通过实现独立桩抗撞结构的前端几何形状、刚度与撞击物匹配,得到了一种独立桩抗撞结构的碰撞相容性设计方法。具有碰撞相容性的独立桩抗撞结构,既能够充分合理变形吸能保护乘员安全,又能够保护独立桩的完整性,即独立桩抗撞结构既具有较低的攻击性又具有较高的耐撞性,在撞击过程中使得撞击物和独立桩的受损程度最小化。其次,将独立桩抗撞结构的碰撞相容性设计方法应用于道路交通领域保护树的抗撞结构的设计,选取了《公路护栏安全性能评价标准》JTG B05-01-2013中防撞垫的TB级碰撞条件,应用独立桩抗撞结构的碰撞相容性设计方法,得到了一种既能保护树的完整性又能确保车内乘员安全的全新抗撞结构,验证了独立桩抗撞结构的碰撞相容性设计方法的可行性。最后,结合满意度函数的多目标优化方法和田口稳健性参数设计方法,建立了基于S/N与满意度的多目标稳健性优化设计方法。运用多目标稳健性优化设计方法对本文设计的保护树的抗撞结构进行多目标稳健性设计。