跨座式单轨车辆转向架构架是将驱动装置、基础制动装置、牵引装置、集电装置、车体悬挂装置、导向轮、走行轮、稳定轮、安装座等汇集在一起的结构性部件，是跨座式单轨车辆最重要的组成部件之一。它是车辆的主要承载部件，其性能好坏决定了车辆行车安全和运行品质。构架的强度、刚度会影响车辆的运行平稳性以及乘坐人员的舒适性。为了在我国进一步推广和应用跨座式单轨交通技术，就必须消化吸收现有的引进技术，对其进行自主开发，形成设计能力，并对现有车辆进行延伸拓展改进，实现全部国产化。本文以重庆市3号线跨座式单轨转向架构架为研究对象，首次运用拓扑优化技术对转向架构架进行结构改进，对其进行了如下研究：1）提出了新转向架构架结构改进思路，并在此基础上建立了拓扑优化的CAD模型，采用六面体网格建立构架的有限元模型，并划分设计区域和非设计区域。2）针对跨座式单轨车辆的运行特点，确定构架的典型载荷工况，对构架进行了拓扑优化研究，得到各工况下的优化结果，并对优化结果进行了相应的评价。3）建立优化后的新构架CAD模型，在此模型的基础上建立转向架构架基于全板壳单元的有限元模型，进行转弯制动工况下尺寸优化和结构强度分析，得到轻量化的构架模型和应力分布及其变形的情况。4）对新构架进行了模态分析，得到了各阶的固有频率和振型结构。5）根据有限元分析分析结果，对结构中存在的问题进行细微调整，最终确定改进后的转向架构架模型。