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高速列车对加快区域经济发展有重要意义,实现高速列车车体轻量化一直是设计人员不断追求的目标。依据拓扑优化能够实现设计区域内材料合理分布的原理,采用Optistruct中的变密度法并结合最小尺寸控制法对其进行轻量化设计。在保证满足应力、位移等约束条件下,得到车体断面筋板分布和纵向车体的优化结构。本论文研究的主要内容如下:首先,详细论述拓扑优化理论及不同的拓扑优化方法。不同拓扑优化方法具有不同的特点及工程应用范围,针对高速列车车体结构特征确定了变密度法的拓扑优化方法。其次,因铝合金挤压车体断面加强筋板的复杂性,现有结构参数和形状优化方法很难获得最优结构。根据TB/T1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》和《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》中对车顶、侧墙、地板等部位的载荷要求组成的最恶劣工况和车体实际运营中各部位的约束条件,利用Optistruct对车体断面的筋板分布进行拓扑优化。最后,针对现有车体在纵向方向上的载荷分布特征,按照车体设计规范中的约束设置和对横向、垂向、纵向三个方向的不同载荷需求,利用拓扑优化对车体在纵向方向上进行优化,寻找纵向车体上门窗、车顶开孔最佳形状及位置的分布,从而研究整个车体实现轻量化的拓扑优化方法。