陈秉智，张雪青，邱广宇

（大连交通大学机车车辆工程学院，辽宁 大连 116028）

1 引言

我国地广人多，社会运输压力日益增加，高速铁路对于我国的快速发展有至关重要的影响。为了提高客运高铁的经济效益，我国一直把提高运行速度作为一种首选措施。而列车的轻量化技术作为高速列车关键技术之一，对高铁的提速有着至关重要的影响。

对于高速列车必须满足高速运行、平稳安全、经济环保等技术指标的要求，减少车身质量不仅可以节约材料成本，对减少能耗、提高速度也有益处。目前，实现轻量化设计的手段，主要是通过CAE软件创建车体有限元模型，在充分考虑材料特性的前提下，合理选用材料，结合各种优化算法对其进行优化设计，使结构达到最优性能或最低成本，以达成车体的轻量化[1]。高速列车底架属于大型复杂结构件，由几块高强度铝合金型材焊接而成，是车身的装配基础和最主要的承载结构，在列车高速运行过程中除了承受整备及乘客重量，还必须承受横向、纵向及垂向的各种静、动载荷的作用，所以高速列车底架必须要符合刚度和强度标准。且随着列车运行速度的增加，单位重量所需功率以及转向架部件的磨损将呈非线性增长，所以减轻高速列车底架自重也十分必要。

文献[2]基于高速列车车体侧顶圆弧结构区的应力分布，重新配置内筋分布，大幅改善了该位置的应力分布。文献[3]根据基于概念设计的高速列车底架拓扑优化结果，总结出底架最优截面，并对拓扑结果开展了进一步的尺寸优化。……