随着铁路事业的不断发展,铁路高速化己经成为当今世界铁路发展的共同趋势。高速铁路在向着高密度、高速度方向发展的同时,人们对高速列车提出了更高的要求,安全、舒适、方便成为高速列车座椅设计的目标。高速列车座椅是高速列车的重要组成部分,直接关系到乘员乘坐的舒适性。人体脊柱承载着人体的重量与负载,还能够吸收外界环境传递给人体的振动,不正确的坐姿使脊柱产生不正常的弯曲,长时间会产生生理疼痛和心理疲劳,甚至会使脊柱产生慢性损伤。因此,通过有限元法借助生物力学知识对脊柱进行静态和动态分析,对座椅舒适性设计显得尤为重要。在腰椎节段有限元模型的建立过程中,本文基于螺旋CT数据,采用Mimics中提取了腰椎L1-L5节段的轮廓数据并获得腰椎段三维模型,随后导入Hypermesh中进行处理,建立完整的腰椎结构有限元模型。对腰椎结构进行仿真分析,应用Abaqus对腰椎段有限元模型进行静态和动态分析。将生成腰椎段有限元模型导入有限元软件Abaqus中进行不同坐姿下的受力分析。通过对比不同坐姿下的位移、应力分布特点,获得人体舒适的坐姿,为高速列车座椅静态舒适性提供参考依据。应用Abaqus对腰椎段进行模态分析,得到腰椎段的固有频率及振型,并在此基础上对腰椎结构进行稳态动力学分析,得到特殊位置的位移随激励频率变化的响应曲线,获得腰椎结构在简谐激励下的敏感频率,为高速列车列车座椅动态舒适性提供参考。将衰减轨道不平顺功率谱引入到腰椎结构中,通过获得特殊位置的随频率变化的位移响应曲线,分析在不同工况下轨道不平顺对腰椎结构的影响。本文以生物力学及有限元理论为基础,应用现代的CT技术与逆向工程技术,建立腰椎结构模型并进行有限元分析,为座椅的舒适性设计提供参考意见。研究结果对于高速列车座椅的设计要求具有重要的意义。