随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，高铁市场也迎来了新的机会与挑战，人们不仅仅重视高铁的速度与快捷，同时更加关注乘坐的舒适性。高速列车座椅作为与乘客接触最多的车内设施，是体现列车品质与舒适性的重要载体，对高速列车座椅舒适性进行研究具有重要意义。本文从研究舒适性的基本理论出发，通过系统动力学理论建模、有限元仿真及实验测试相结合的研究方法，系统的研究了影响高速列车舒适性的因素:振动环境下“人—座椅—车”系统的动力学模型及其动态特性、不同坐姿下人体腰椎生物力学状态对座椅设计的影响及座椅静态舒适性评价、振动环境下的座椅动态舒适性评价方法。　　主要研究内容及研究成果如下:　　(1)结合高速列车系统振动环境，建立了“人—座椅—车”七自由度系统动力学模型。从优化座椅动态特性提高乘坐舒适性的角度，对350km/h运行状态下的高速列车“人—座椅—车”系统动态特性参数进行了优化、数值仿真和实验研究，通过对比分析，得到了符合该系统最佳动态特性的座椅最佳刚度和阻尼系数。　　(2)以人体腰椎骨的CT数据为依据，对人体腰椎进行逆向建模，采用理论计算和实验测试的方式对模型的有效性进行了验证。通过仿真的手段对腰椎骨L1～L5有限元模型进行了静力学和动力学分析，比较人体腰椎骨在不同坐姿下受力情况，找出了人体腰椎骨的敏感频率。分析结果为高铁座椅的舒适性设计提供了生物力学依据，使基于生物力学研究的高速列车座椅人机工程学设计理论更加完善。　　(3)在座椅曲面造型设计中，基于有限元分析结果和人机工程学的基本设计原则，对比高速列车座椅的实测结果，从点拟合出曲线，再由曲线拟合曲面的设计理念出发，采用多项式回归法及外点罚函数法对座椅靠背曲线方程进行了拟合和优化。参考两点支撑原则，对座椅靠背曲线方程进行拓扑建模，采用移动最小二乘法拟合出了座椅靠背曲面方程。针对目前列车座椅坐垫对乘客乘坐（特别在刹车，转弯等特殊工况下）的纵向稳定性支撑不足的问题，根据人体体压分布，设计了高速列车坐垫曲面造型，保证了坐垫乘坐的纵向稳定性，应用移动最小二乘法拟合出了座椅坐垫的曲面方程。最后对座椅的整体外形进行数字化建模，并对有限元模型的动力学特性进行仿真，验证了座椅的动力学特性设计符合生物力学设计要求。　　(4)根据高速列车座椅的曲面化设计，通过CATIA人机模块实现了中国成年人不同百分位人群与重新设计座椅的“虚拟乘坐”。由“虚拟乘坐”下的人体关节角度提出了座椅静态舒适性模糊综合评价方法，实现了高速列车座椅静态舒适性的定性与定量评价。　　(5)基于传统的动态舒适性评价标准对振动舒适性定量分析的离散区间的区分过于粗糙，导致判定舒适性的结果可能出现偏差的问题，把烦恼率的概念引入高速列车舒适性分析中。结合“人—座椅—车”的七自由度动力学耦合模型，在高速列车350km/h运行速度环境下，对“人—座椅—车”七自由度模型应用烦恼率模型的舒适性评价进行了仿真。将仿真结果与国际标准组织的评价方法进行对比，基于烦恼率模型的高速列车动态舒适性评价方法，能够比较好地弥补传统方法在定量分析方面的不足，使评价结果更加精细。　　针对高速列车座椅舒适性的创新设计，对于改善旅客乘坐舒适程度，提高旅行质量具有重大的现实意义。本研究依托于“十一五”国家科技支撑计划，为我国高速列车座椅的设计生产提供了充分的理论支撑。创新设计了具有一定水平的高速列车座椅及评价标准，以适应全球经济一体化、国内市场国际化的要求。从生物力学、动力学分析、心理学等方面出发提出了全新的座椅设计理念。结合中国高速铁路的测试振动环境设计出的中国高速铁路座椅，具有更好的人机体验，更弱的振动感知度，降低了振动对乘客的影响。相对传统的高速列车座椅而言，新的高速列车座椅技术含量更高，更合理，对乘坐舒适性改善效果明显。