汽车座椅作为汽车上联系车身与乘员的重要安全部件，对乘员的安全性起到了决定性的保护作用，是汽车被动安全性的关键零部件之一。对汽车座椅进行合理的设计，可减轻事故发生时乘员受到的伤害。汽车座椅安全性设计的目标就是尽可能避免座椅结构破坏和功能失效的发生。然而，目前与座椅安全性相关的试验法规及相关研究仅仅是针对单独的座椅系统，并没有将座椅安放在汽车碰撞环境中加以考虑，难以准确的反映碰撞中座椅真实的载荷分布。因此，进行正面碰撞乘坐状态下的座椅强度和刚度分析，对于研究座椅的安全性具有重要的工程意义和实用价值。本文以国内某厂家开发的两款前排座椅为研究对象，采用有限元仿真的方法分析了实车正面碰撞环境中座椅的强度和刚度，并针对座椅在强度和刚度方面暴露出的不足进行了改进设计。首先，选择合理的有限元仿真分析平台，采用有限元前处理软件Hypermesh建立了座椅有限元模型，并按照GB15083、GB11550的要求进行了座椅静强度、头枕后移量和头枕冲击试验。参照座椅试验进行了头枕冲击和座垫下压刚度仿真分析，通过对比试验和仿真结果，验证了座椅有限元模型的有效性，在此基础上，建立了假人、安全带和安全气囊有限元模型，将其和两座椅有限元模型一起集成到已验证的某国产轿车车身有限元模型中，通过调整各子模型之间的相对位置、假人定位和坐姿调整、坐垫预压及定义接触，建立了完整有效的汽车正面碰撞有限元模型。基于已建立的汽车正面碰撞有限元模型，运用动态分析软件LS-DYNA进行50km/h速度下100%刚性墙正面碰撞仿真，得到并分析了正面碰撞下驾驶员侧和副驾驶员侧假人的动力学响应及两座椅各总成零部件的强度和刚度特性。针对在正面碰撞中两款座椅暴露出的强度和刚度的不足，从更换材质、增加板材厚度和增加加强支架三方面对座椅进行了改进。对改进后的正碰模型重新进行了仿真分析，结果表明，改进后的座椅各零部件的应力分布更加均匀合理，最大应力显著降低，并均在材料的强度范围内。因此，座椅的强度和刚度得到了切实加强，消除了座椅在正面碰撞中因强度和刚度不足发生功能失效的危险，改善了座椅对乘员的保护性能。