目前我国铁路线路换轨工作达到每年上万公里,传统的换轨方式已经无法满足铁路换轨的需要,为了适应现阶段的铁路线路换轨机械化的要求,西南交通大学研制了全液压伸缩臂式换轨车。本文以西南交通大学研制的全液压伸缩臂式换轨车为研究对象,对换轨车的主要技术指标进行介绍,分析了换轨车的换轨工作过程。以此为基础,对换轨车的钢结构进行优化分析。针对粒子群算法的特点,采用加速因子和惯性权重对粒子群算法进行改进,并与混沌算法相结合,构成混沌粒子群算法,收敛速度快并且有效的避免了陷入局部最优解。以MATALAB软件为平台,编制了混沌粒子群算法的程序。总结了换轨车换轨工作的典型工作状态,建立换轨车伸缩臂理论模型,找到伸缩臂的危险截面。分析换轨车伸缩臂的强度、刚度、局部稳定性和整机稳定性。采用混沌粒子群算法对换轨车伸缩臂截面进行优化。用ANSYS有限元分析软件对优化后的伸缩臂进行分析验证优化结果的可靠性,同时得到换轨车换轨工作的最危险工况以及应力最大的位置。伸缩臂质量的变化引起换轨车整机质心的变化,需要对整机稳定性进行分析。参照《起重设计手册》对换轨车进行整机抗倾覆稳定性、后方稳定性进行分析,并以此为约束条件,以换轨车整机质心的位置为目标函数,采用混沌粒子群算法对换轨车重要部件的位置分布进行优化。