作为评价车辆性能的一项重要指标,车辆乘坐舒适性引起人们广泛的关注。无论是对于日常生活的乘用车还是生产用途的商用车,如未考虑到驾驶员及乘员的因素,车辆的舒适性将难以达到设计要求。通过试车员的实车试验来评估车辆的动态舒适性,以试车员的主观感受作为评价标准存在主观性强,可信度低的缺点。解决上述问题的途径之一就是在汽车设计初始阶段建立合理的坐姿人体模型。然而,目前的坐姿人体仿真模型基本围绕欧洲或北美人群开发,其研究人群不包括中国驾驶员/乘员,而中国驾驶员/乘员群体分布、人体特征与关节力矩等都和欧美驾驶员群体有较大差异。同时,目前的人体模型多为一维模型或者二维模型,只能在一维或二维方向上对人体的振动响应进行分析,无法真实地还原人体在现实振动环境下三维的振动响应。针对上述问题,有必要建立符合中国驾驶员/乘员人体特征的三维坐姿人体模型。本文通过对比分析各模型的特点,提出建立三维坐姿人体多体动力学模型,该模型由脚、小腿、大腿、躯干和头颈组成,能够模拟纵向、侧向、垂向平动运动和俯仰、侧倾、横摆转动运动。对坐姿人体动力学模型进行动力学分析,建立数学模型,通过推导借助MATLAB编程,得到座椅-头部振动传递率频响函数。进行了坐姿人体低频多向振动试验。采用MTS的六自由度振动试验台、三轴加速度传感器等设备,通过座椅姿态和激励方式不同组合设置参数辨识试验和模型验证试验,具体为参数辨识试验:正弦激励,坐垫倾角θ=0°,靠背倾角α=0°;模型验证试验:(1)正弦激励,坐垫倾角θ=0°,靠背倾角α=15°;(2)正弦激励,坐垫倾角θ=10°,靠背倾角α=15°;(3)随机激励,坐垫倾角θ=10°,靠背倾角α=15°。对8名中国志愿者进行了人体低频三向振动试验,最终获得人体头部的加速度响应数据。对数据进行处理得到座椅-头部振动传递率试验数据。基于遗传算法的人体动力学模型参数辨识。选择全局寻优且不依赖于初始值的遗传算法作为参数辨识方法,以人体座椅-头部振动传递率试验值与模型模拟仿真值之差的平方和最小建立目标函数,通过MATLAB编写程序,对人体模型进行参数辨识,最终获得人体参数。根据辨识的参数,获得坐姿人体模型不同座椅姿态下振动传递率响应,与人体试验振动传递率响应进行对比,以拟合优度ε(Goodness of Fit)为指标,评估参数辨识效果。结果表明,该模型能够很好的模拟振动工况下座椅-头部振动传递率响应。在以上研究成果的基础上,本文建立了一种符合中国人体特征的坐姿人体三维多体动力学模型,充分考虑了人种的差异性和振动工况的多向性等现实因素。因此,该模型的建立对指导汽车舒适性设计具有一定理论意义和实际应用价值。