随着我国城市地铁交通的不断发展,地铁车辆的车体轻量化设计变得愈发重要。这是因为车体重量的降低既有利于提高地铁列车的运行速度,增大载客能力,又可以降低制造和运营成本。车体经过轻量化设计后,车体的刚度及固有频率可能会有所降低,从而使车体在受到来自线路或其他方面的激扰时更容易发生振动。如果振动超过一定限度,就会影响车辆的运行品质和乘客的乘坐舒适性。为此,本文在不降低刚度及固有频率的情况下对车体进行轻量化研究。本文阐述了近年来国内外关于轨道车辆车体的轻量化研究的现状。以某A型地铁铝合金车体为研究对象,在充分了解其结构特点的基础上,合理的简化了车体结构,建立了车体的有限元模型。对车体的强度、刚度及模态进行了有限元仿真分析,并依据相关标准对车体的各项性能进行了校核,可知车体的各项性能均满足标准的要求。在车体性能分析的基础上,以车顶、侧墙及底架边梁型材的板件厚度作为设计变量,采用了两步优化策略,完成了车体的轻量化研究。在第一次优化中,基于对质量灵敏度、应力灵敏度、位移灵敏度和相对灵敏度的分析,对设计变量进行了分类,并调整了各类设计变量值的变化范围。以减轻车体重量为优化目的,对车体进行了优化。以第一次优化后的车体作为研究对象,基于分析质量灵敏度、模态频率灵敏度和相对灵敏度,对设计变量进行了再次分类,并对各类设计变量值的变化范围进行了调整。以提高整备车体的固有频率为优化目的,对车体进行了第二次优化。经过两次优化后,车体重量减轻了 335kg,且车体的刚度及整备车体的固有频率基本保持不变,车体的强度、刚度及模态均满足相关标准的要求。本文所采用的研究方法为今后轨道车辆的车体轻量化设计提供了一定的参考价值。