钢结构专用运输车是对货物进行水平搬运和流转的高效率实用设备，广泛应用于货运火车站、水陆码头、大中型造船厂、机场、大中型工矿企业、仓库等物流场所。为提高该类车辆的经济效益，车身轻量化是降低该类车辆成本的主要手段之一。论文研究的某轨道交通车辆生产工厂的转运车辆是一种专用的特种钢结构运输车，其车架作为该车的主要支承构件，车架轻量化研究在整车轻量化中占有十分重要的作用，具有一定的理论意义和实际工程价值。论文以特种钢结构运输车为对象，围绕其车体设计，并以车架及其附加结构的优化展开研究。根据客户需要，设计计算特种钢结构运输车车体结构；在CATIA软件中建立车架及其附属专用结构的CAD模型；基于有限元法，应用Hypermesh软件建立车架及其附属专用结构的有限元模型，对特种钢结构运输车车体结构进行刚度和强度分析；在车架系统性能分析的基础上，对其进行轻量化优化设计；基于轻量化结果对车架及其附属结构进行改进、对比、分析，以达到改善结构特性和达到轻量化的目的，降低制造成本，进而降低使用成本。论文基于最优化理论，以车架材料厚度为设计变量，车架总体积（重量）为目标函数，车架强度和一阶固有频率为约束条件，建立了车架优化数学模型。通过分析确定车架弯曲应力、扭转应力和一阶模态对车架材料厚度的灵敏度，明确优化的主要结构件，应用结构优化软件OptiStruct对车架各设计变量进行尺寸优化。优化后车架质量由4205kg减至3390kg，减幅达19%；一阶固有频率由1.55Hz提高到9.26Hz，避免了使用工况下的共振。对优化后的车架进行校核，验证车架的应力分布趋于平均，强度和刚度符合要求，车架的一阶固有频率避开了车辆常用车速下的共振频段。