随着我国汽车工业的高速发展,能源消耗大幅度上升。汽车与能源、环保之间的矛盾日趋激化。为保证国家“十三五”目标的顺利完成并解决汽车排放所带来的环境污染问题,各大主机厂、零部件供应商纷纷将汽车轻量化设计列为研究的重点内容之一。汽车座椅作为整车重要的零部件之一,其轻量化设计已经成为汽车座椅研发设计的主要方向。本文以座椅的结构强度和安全性能为前提,使用多目标优化方法对汽车座椅进行轻量化优化设计。本文的主要研究内容包括以下四个方面:(1)本文针对某款汽车座椅,对该座椅的CAD数模进行离散化处理,对骨架、高度调节器及滑轨等零部件进行细致地划分,得到详细的座椅有限元模型。根据主机厂提供的材料牌号及数模尺寸,确定各零部件的材料及属性,并选择合理的连接方式保证仿真的精度。同时建立座椅鞭打试验仿真模型,将仿真动画与试验过程中座椅的动态变化进行对比,同时对试验数据(假人头部加速度、胸部T1加速度及NIC值)进行对标分析,验证了座椅模型的有效性。上述座椅有限元模型的有效性的验证为后续的仿真分析奠定了基础。(2)依据法规要求建立了座椅模态分析有限元模型、座椅静强度有限元模型及座椅安全带固定点试验有限元模型并进行了仿真分析。依据座椅的一阶、二阶、三阶模态、应力及等效塑性应变等仿真结果,确定座椅轻量化设计的约束条件及评价指标。(3)针对该款座椅,本文选取了座椅6个零件5种板厚及5种不同材料作为设计变量,通过(DOE)试验设计方法设计了正交试验矩阵。通过仿真计算得到的座椅一阶、二阶、三阶模态、座椅静强度及座椅安全带固定点强度分析的样本点,确定出对座椅性能不敏感但对减重较为敏感的设计变量,其中包括调角器边板,靠背横杆,座框边板等。以此为依据为后续轻量化优化提供信息。(4)使用Isight软件建立优化目标与设计变量的近似模型,以上文提到的仿真结果作为评价指标,使用遗传优化算法进行轻量化优化设计,实现座椅减重1.49kg。与此同时,对轻量化后座椅仿真模型进行座椅模态分析,座椅静强度分析及安全带固定点强度分析,其仿真结果满足设计目标,论证了优化方案的可行性。本文取得的是主要成果有:1、提出了座椅有限元建模的过程,为其他类型的座椅提出建模指导意见。2、提出鞭打试验建模方法及座椅有效性的验证方法。3、提出了部分关于座椅CAE分析的建模及分析方法。4、应用DOE试验设计方法,对座椅零件的板厚及材料变量进行灵敏度参数分析,找出了对座椅安全及舒适性能影响较小的变量,但是对座椅质量影响较大的变量。应用遗传算法对座椅进行轻量化设计,使座椅进行了适当的减重。