CW—200型提速客车焊接结构的转向架在运用过程中承受着更为恶劣的载荷条件。运用表明：其重要部件的疲劳和结构优化设计问题已成为制约转向架可靠工作与成本的关键因素之一。因此，基于UIC615-4／UIC515-4标准中的疲劳试验加载规定、国际焊接学会ⅡW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库，研究CW—200型焊接结构的转向架抗疲劳设计，以及基于变密度法的结构拓扑优化均具有重要应用意义。本文主要进行了以下几方面的研究：首先，利用I-DEAS软件对CW-200型客车转向架构架进行有限元静强度分析，通过研究构架的变形规律和应力分布区域，确定构架的刚度和强度的薄弱环节，再根据有限元分析结果确定转向架疲劳寿命预测位置即静态关注点；同时对转向架的多种设计方案进行强度、刚度分析，为疲劳寿命预测提供依据。其次，根据UIC615-4／UIC515-4标准中的疲劳试验加载规定，针对焊接结构客车转向架构架的焊接接头特点，以国际焊接学会ⅡW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库为依据，利用Palmgren-Miner累积损伤法则，对该转向架焊接构架进行了疲劳寿命预测，从疲劳的角度，确定了转向架焊接构架的最佳设计方案。最后，以Hypermesh／Optistruct为拓扑优化分析平台，创建了转向架转臂的拓扑优化模型，依据转臂拓扑优化的材料密度云图和考虑加工工艺的可行性，设计出新型的转臂结构；以I-DEAS软件为多体接触分析平台，建立和分析了新型转臂的多体接触有限元模型。基于变密度法和非线性接触有限元法的转臂拓扑优化和强度分析结果表明：新型转臂结构在满足使用强度的要求下，不仅从整体上改善了结构的应力分布，使应力分布更趋均匀，而且转臂质量比现有结构质量下降了9.7％。