当前世界，对于节能环保的需求越来越高，汽车行业作为最为繁盛制造业，汽车的轻量化从最开始就备受关注。汽车轻量化已经成为汽车的发展趋势，在保证汽车的强度和安全性能的前提下，通过对核心零部件进行轻量化结构优化设计和高强度钢、铝/镁合金、碳纤维复合材料等轻量化材料以及先进的制造成形工艺的应用，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。对汽车进行轻量化的设计不仅在节能环保方面有重大意义，也是汽车企业提高自己竞争力的有利资本。

汽车座椅系统的设计是一个复杂的工作，作为一个直接影响乘员乘坐体验的系统，座椅系统的设计既应该满足人体工程学原理,考虑到舒适性，减震性，安全性以及座椅的布置合理，还要考虑人体生理特征及尺寸，量身定做。针对不同人种有着不同的标准和参数，设计符合中国人生理特征的座椅系统要以《中国成年人人体尺寸》为基础。现代汽车座椅系统的设计除了满足安全性，舒适性要求以及操作便利性要求，还要考虑轻量化的要求。这也正是本次毕业设计的主要目标：针对汽车座椅系统进行轻量化的设计与改造。

当前的汽车发展趋势，主要突出环保节能两个目标，汽车座椅系统作为一个零件众多结构复杂的与乘员直接接触的重要系统，在给乘客和驾驶者带来更好的乘坐驾驶体验之余，也可以在轻量化方面大做文章。汽车座椅本身结构较为复杂，零件众多，而且一辆车中座椅数目也较多，如果将汽车座椅系统进行轻量化改进，将大幅减少汽车总体质量，对于汽车的轻量化有着重大意义。

在国内外汽车轻量化领域，汽车座椅系统的轻量化一直是一个重要的课题。通常来讲，轻量化策略包括条件轻量化，方案轻量化，制造轻量化，形状轻量化和材料轻量化几个方面[1]。对于汽车座椅系统来讲，其轻量化主要在形状轻量化方面的结构轻量化和材料轻量化两个方面入手[2]：

1. 结构轻量化

结构轻量化又有尺寸优化和拓扑优化两种方案：尺寸优化即在满足基本的强度及其他需求的前提下，对汽车座椅系统的某些关键零部件进行减小尺寸、减小壁厚等方法来达到减轻重量的目的，借此来实现轻量化的目标；拓扑优化则是通过优化材料的分布来进行优化设计，通过拓扑优化，找到均匀分布材料的最佳分布方案，从而达到轻量化的目的[2]。

Alexander Saveski 等［3］，根据拓扑优化的结果，将座椅滑轨与坐垫骨架统一在一个零件上。研究表明: 这种轻量化结构，不但能够使座椅骨架减质量 12%，而且由于其集成式的设计，能够使座椅的制造成本降低约 7%左右。中北大学卢建志等［4］通过拓扑优化的方法，对某汽车座椅进行了轻量化设计，研究结果表明: 轻量化设计后，座椅骨架减质量 15%。吉林大学姚为民等［5］采用拓扑优化的方法对某汽车座椅进行了轻量化设计，轻量化后，座椅骨架能够减质量10. 4%。上述的研究结果表明，通过结构轻量化确实能够达到轻量化的目的，但是受限制于汽车座椅系统的舒适性减震性等其他需求，通过结构优化来达到轻量化的程度着实有限[2]，因此，从材料本身入手就成了轻量化的一个突破口。

2. 材料轻量化

在当前节能环保的大环境下，为了减轻产品质量减少不必要的能量消耗，汽车、飞机、船舶等行业对于轻量化的需求越发强烈。除了在结构设计方面进行有限的轻量化优化设计，通过采用新型的轻型材料来代替传统材料，能够更加有效也更加直接的达到轻量化目的。为了达到轻量化的目的，国内外的研究者们尝试了多种轻量化的材料：

1） 高强钢：按照美国钢铁协会 AISI 发起的汽车车身超轻钢项目 ( Ul-tra Light Steel BodyAuto，ULSBA) 的定义: 屈服强度 210 ～550MPa、抗拉强度 270 ～ 700 MPa 的钢为高强度(High-Strength-Steels，HSS) ; 屈服强度大于 550 MPa、抗拉强度大于 700 MPa的钢则为超高强度钢（Ultra-High-Strength Steels，UHSS)[6]。由于其相较于普通钢材具有更高的强度，故而可以使用更少的材料就达到设计的需求。但是同时，由于其存在延展性低，冷成型能力差等缺陷，同时国内技术尚不成熟，需要依赖进口，导致其价格偏高，使其在汽车座椅方面的应用不能达到预期的目标[2]。