我国高速铁路行业发展迅速,经过多次铁路大提速,我国正全面步入高铁时代。高速铁路的发展给人们的出行带来极大便利的同时,也对高速列车提出了越来越高的要求。作为影响列车运行速度及安全的重要因素,轻量化问题一直是高速列车设计的重点。传统的轻量化设计主要是根据结构对其性能进行分析,依靠设计人员的经验来改进结构。但是随着高速列车的发展,列车的结构越来越复杂,并且在高速状态下运行时,载荷情况更加复杂多变。显然传统的设计方法已跟不上高速列车发展的脚步,不能适应新型结构的设计要求,因此需要寻求更为有效的设计方法,发展切实可行的计算机辅助设计、分析技术,将更加先进、可靠的优化设计方法引入到高速列车的设计研究中。OptiStruct拥有世界领先的优化技术,可以能提供全面的优化方法,是一款理想的有限元和结构优化求解器,在铁路列车分析及优化领域得到了广泛应用。鉴于OptiStruct软件的诸多优点,本文选用了此软件对某高速列车的枕梁结构进行拓扑优化设计研究。本文主要针对某高速列车枕梁结构进行拓扑优化设计研究,并对优化后的结构进行静强度及疲劳强度校核。首先利用三维制图软件Pro-E根据实际结构构建枕梁的几何模型,并导入HyperMesh中对几何模型划分网格、施加约束及载荷,建立有限元模型;在Radioss模块中求解计算,分析结构的静强度并采用Goodman疲劳极限线图的方法分析枕梁结构的疲劳强度情况;然后根据分析结果制定三种不同的优化方案,分别是垂向拔模、横向拔模以及纵向拔模与横向拔模相结合的方法,利用OptiStruct求解器对三种方案进行优化设计,根据优化结果修改模型;对新的方案进行静强度及疲劳强度校核,在满足相关设计要求的同时,实现了不同程度减重的目的;最后对比各个方案的优化情况,得出本次设计的最佳方案。