钢包车是连铸设备的重要组成部分，其整机工作性能影响着连铸作业质量，而钢包车车架结构的静态特性则直接影响钢包车的整机工作性能。按照传统方法设计的车架结构复杂、笨重，局部结构用料低效，增大了制造成本，降低了产品竞争力。因此，有必要对车架的结构进行优化设计。本文采用基于拓扑优化的形状优化、多目标尺寸参数优化等方法对钢包车车架结构进行重新设计和优化计算，设计了一种材料分配合理的车架结构构型。本文的主要研究内容包括如下四部分：(1)根据钢包车的功能需求和性能参数要求进行了需求分析，设计了钢包车的承载型式和整体布局及其主要组成机构，分析了各组成机构的工作原理，为后续的分析与优化奠定了基础。(2)建立钢包车车架的实体模型和有限元模型，完成了车架结构的静力学分析，得到了车架结构在典型工况下的静态特性，明确了车架结构优化方向。(3)建立实心车架实体模型和有限元模型，完成了原始车架有限元模型、实心车架有限元模型的拓扑优化计算，得出了车架优化设计的轻量化概念设计模型；依据概念模型的形状特点和可造性原则，建立了车架形状优化模型。(4)针对车架形状优化模型，建立了以结构质量最轻、静态位移响应最小为目标的优化数学模型；基于灵敏度分析方法确定设计变量，利用目标驱动优化技术进行多目标优化求解，得出了车架形状优化模型最优的尺寸参数。有限元分析表明，车架优化后的静态特性显著提升，重量明显减轻，优化效果良好。