近年来,我国经济蓬勃发展,机动车数量逐年上升,尾气排放问题日益严重,这成为空气污染的主要原因之一。目前,减少空气污染最可行的方法就是大力发展建设城市轨道交通。地铁作为最主要的城市轨道交通工具,以其污染小且运行速度高等优点,受到了大力推崇,迎来了黄金发展时期。首先,本文简要介绍了国内外地铁车辆中不锈钢车体的发展和现状,分析比较了不锈钢车体和铝合金车体的优缺点,得出不锈钢车体更加适合我国地铁轨道交通的发展。之后,对有限元仿真和结构优化的现状作了概述。最后针对国内某地铁不锈钢车体,依据其主要技术参数和焊接结构特点,建立了车体有限元仿真模型。不锈钢车体为薄板点焊结构,其中焊点单元的选择是仿真分析的关键。因此为了提升模拟精度和节省建模时间,本文分析了不同单元对于焊点模型的影响,从中找出了最适合模拟焊点的单元。对于车体中的焊点,其数量和布局对车体结构性能具有重要的影响,为此本文针对该地铁不锈钢车体进行深入的结构性能优化研究。对车体结构进行有限元仿真计算,得到了该车体在规定工况下的应力与变形,根据相关标准,对计算结果进行校核,可知车体结构的强度、刚度和模态均满足标准的要求,因此对车体焊点布置进行拓扑优化具有可行性。利用OptiStruct软件,对该车体中的焊点布置进行拓扑优化,减少整车的焊点数量。对比同一目标函数在不同约束条件下的优化结果,在保证车体结构性能的前提下,得出最优的焊点布置方案,最终使车体焊点的数量减少1010个。并对车体的优化结果再次进行强度、刚度和模态校核,以此判定该车体优化方案的可行性。本文分析的结果为我国地铁车辆的车体设计和结构优化提供了一定的参考。