汽车座椅作为汽车的基本装置，是连结人体与车身的主要部件，在汽车的整体安全中起着至关重要的作用。随着汽车工业的不断发展，汽车保有量的持续攀升，对汽车座椅的研究已显得越来越重要，而传统的座椅设计方法已不能满足当前座椅设计的需要。如今，伴随着计算机技术的不断进步，有限元仿真分析作为一种方便、快捷、可靠的方法，越来越多的应用到汽车座椅的生产设计中，在座椅研发与设计中起到主要作用。值得注意的是，目前关于座椅方面的研究多限于前排乘员座椅的被动安全性分析、优化设计与静态试验，对于后排座椅的相关研究还比较少。然而，一系列消费者调查研究报告显示，在我国，汽车一般是供全家人使用，后排座椅的利用率比较高。鉴于以往的汽车座椅的设计焦点往往都集中在驾驶员座椅上，忽略了在中国市场中后排座椅的重要性，后排座椅的研究工作应得到我们的重视。因此本文以某汽车座椅公司开发的轿车后排座椅为研究对象，对其进行基于有限元方法的仿真分析与优化设计，以期最终得到满足相关法规及标准要求的轻量、经济、安全的轿车后排座椅，达到减少企业设计的盲目性，缩短开发周期，降低开发成本的目的。本文研究的后排座椅为分体式座椅，坐垫、靠背和头枕是彼此分开的，坐垫与汽车底板相连，靠背和头枕直接与车身相连。根据其具体的结构形式，分别对靠背、坐垫和头枕进行有限元仿真研究。研究内容主要包括两个方面：一是利用有限元软件对座椅进行静态特性和动态特性的仿真分析，检测座椅的强度是否满足国标和企业标准要求，并找出座椅结构的薄弱环节；二是通过结构优化设计改善座椅的结构，提高座椅的安全性。全文共分五章，具体内容如下：第一章，首先介绍了座椅的结构和功用，然后着重叙述了座椅的安全性，以及有限元法在座椅设计中的应用，在此基础上引出了本文的研究背景、意义及主要内容。第二章，介绍了有限元的基本理论以及有限元分析软件包HyperWorks，在此基础上详细叙述了在有限元前处理软件HyperMesh中建立座椅有限元仿真模型的过程。第三章，介绍了GB15083-2006、GB11550-2009以及企业内部标准对座椅的要求，以此为基础通过有限元仿真软件分析了后排座椅的静态特性和动态特性。将HyperMesh中建立的座椅静态仿真模型导入到Abaqus软件中分析座椅的静态特性，包括靠背、坐垫和头枕静态特性分析；将HyperMesh中建立的座椅动态仿真模型导入到Ls-Dyna软件中分析座椅的动态特性，包括靠背、坐垫台车模拟碰撞动态特性和头枕的吸能性。通过仿真分析验证了该后排座椅满足标准要求，但存在一定的安全隐患。第四章，首先介绍了结构优化设计的基本理论；然后根据座椅仿真分析的结果，应用结构优化软件OptiStruct的拓扑优化方法，并结合以往座椅结构改进的经验对后排座椅结构进行优化改进；最后对改进的座椅结构再进行仿真分析。分析结果表明，改进后的后排座椅结构强度得到了增加，座椅的安全性得到了提高，达到了预期的目的。