驱动桥桥壳作为重卡车辆底盘关键的组件之一,具有非常重要的作用。在汽车行驶过程中,驱动桥壳保护内部的传动系统并承载车架及其上的载荷,若其失效则会影响到车辆的行驶功能。目前国内的中大型矿区路况恶劣以及超载现象严重,驱动桥桥壳在重载下承受反复扭摆和冲击等容易发生开裂,断裂等失效形式,每年桥壳的失效给企业和客户带来巨大损失。本论文以某企业矿用自卸车用铸钢桥壳为研究对象,该桥壳在市场上开裂故障频繁发生,开裂部位主要集中在盘面以及桥肩与板簧安装座之间的过渡区域。本论文运用Hypermesh建立桥壳的有限元模型,并在Adams/Car软件中建立矿用自卸车的整车动力学模型以及D级随机虚拟路面,在虚拟环境下模拟整车运行路况获取到后桥壳的轮心载荷谱。通过将载荷谱作为边界条件加载到桥壳的有限元模型中进行桥壳疲劳寿命仿真分析,结合有限元分析结果以及桥壳市场故障模式,分析得出桥壳盘面以及桥肩与板簧安装座过渡区域有应力集中现象,疲劳寿命不能达到预期使用条件。因此将疲劳试验工况下的寿命值作为约束条件,结合企业的设计经验,运用拓扑优化工具对桥壳盘面进行局部结构优化设计,并运用多目标优化工具确定盘面和桥壳肩部加强筋部位的关键参数。最后对改进后桥壳分别进行台架试验、试验场路试以及小批量用户试验进行性能验证。本文采取将桥壳疲劳寿命作为优化目标进行优化分析,并将拓扑优化与多目标优化相结合使用对桥壳进行了局部加强设计,最终通过试验验证了该改进方法的合理性。