国内某钢铁冷轧厂换辊小车在换辊过程中由于自身刚度不足，造成换辊小车结构局部变形和磨损，甚至导致换辊过程出现不能对接轧机的情况，严重影响换辊工作的正常进行。针对这一问题，在不能完全改变换辊小车结构的情况下，本文通过换辊小车结构的有限元动静态分析研究，找出结构刚度的薄弱环节，来提升冷连轧机换辊小车结构刚度，主要研究内容如下：　　第一，研究了换辊小车承载结构（横移车架和行走大车车架）的静态与瞬态力学性能，分析了结构的薄弱环节。将换辊小车的三维模型在Pro/E软件中创建，运用ANSYS Workbench软件分析了行走大车结构当施加载荷时的应力与变形情况，将位于最大应力和变形方位确定，并直观地再现了车架结构应力变形分布情况，在此基础上分析了横移车架和行走大车结构的薄弱环节，并分析横移车架与行走大车车架的强度与刚度，发现虽然车架结构的强度符合要求，可是刚度不够，本部分的研究结论为车架结构刚度提升及优化设计提供了理论依据。　　第二，研究了行走大车的静态特性。通过ANSYS Workbench有限元仿真分析了行走大车结构在受载情况下的应力和变形分布情况，找出了相对应的发生最大应力和最大变形的位置，仿真结果表明行走大车结构的强度满足设计要求，刚度不满足设计要求，未达到可靠运行范围。行走大车底板前端（推拉车前后移动区域）有应力集中问题的出现，导致这一区域变形较大，通过对车架的静力学性能进行分析以后，给出了对应的改造意见。　　第三，对换辊小车进行了结构改进和优化设计研究。首先对行走大车车架和横移车架进行了结构改进，减小轧辊轨道的最大变形，改善应力集中情况；然后对横移车架进行了优化设计，通过Pro/E参数化建模实现了与ANSYS Workbench之间的参数传递与协同仿真，运用Pro/E和ANSYS Workbench软件对换辊小车横移车架结构进行优化设计，以车架静刚度最大（即最大变形量最小）和重量最小为优化目标，建立了多目标优化的数学模型，对横移车架横梁截面高度参数进行了优化设计，有效解决了质量和最大变形最小的综合优化设计问题。　　通过对换辊小车主要部件进行结构动静态分析，给出了一种有效降低换辊小车最大应力和变形的结构改进方法，有效降低小车整体质量的同时提高了换辊小车的刚度、强度，为换辊小车的结构优化提供了一种新的方法和理论依据。