曹鹏彬，潘小雨，张克姝，于宝成，周宁波

(1.武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉430205；2. 南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛266111；3. 武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北 武汉430205)

0 引 言

近年来，随着我国城市地铁交通进入快速发展的新时期，人们对地铁车辆安全性和舒适性等方面的要求也越来越高.适当减轻车体、附属设备以及行走部件的质量，不仅可以节约原材料和减少加工时间，从而降低产品成本，还有利于提高车辆的动力性能，减少燃料消耗，降低排气污染[1].因此，在保证安全性和可靠性的前提下，实现结构轻量化是地铁车辆设计的重要目标之一，具有重要的现实意义.地铁座椅是地铁车辆的重要组成部分，如果结构设计不合理，则会引起振动、噪音和安全隐患.因此，地铁座椅设计应在轻量化的同时保证其结构具有足够的强度、刚度和可靠性.

传统的结构设计主要基于经验设计，即利用材料力学、结构力学和弹性力学的经验公式对简化的座椅结构进行设计分析.该方法简单易行，但由于对结构做了大量简化，设计结果的准确性有待提高；此外，为了将设计应力控制在许用应力之下，一般将某些结构设计为具有无限寿命，从而使得设计出来的结构具有很大的减重空间[2].随着CAD技术和有限元理论的发展和日趋完善，两者的结合可以提高设计效率并使设计更加合理，在结构设计中已经得到越来越广泛的应用[3-4].而……