悬挂式单轨交通系统在我国有着广阔的应用前景,转向架是实现其车辆优良特性的关键。作为转向架的主要承载结构,构架的力学性能直接影响着列车行车安全。本文提出一种悬挂式单轨车辆转向架的设计方案,并结合转向架实际受力情况与EN13749标准,推演出适用于其构架强度评估的方法,进而根据强度分析结果对构架进行结构优化,最后考察优化后构架的综合性能,验证了优化结构的合理性。本文主要研究内容及结论如下:1、参考国外成熟技术提出新型悬挂式单轨车辆转向架的设计方案,其拥有结构紧凑、横截面积小、爬坡与曲线通过性能强等特点。分析了转向架各重要组成部分的结构与作用,得到转向架三个方向力的传递路径。2、基于悬挂式单轨车辆转向架的特殊结构,考虑车辆在过曲线与道岔时车体摆动导致抗摆止挡接触的情况,依据EN13749标准得到构架载荷计算结果及工况组合方式,进而使用有限元方法对构架进行静强度评估。计算结果表明,构架静强度符合要求,但存在材料分布不合理、受力不均等不足。3、根据强度分析结果结合优化设计理论对构架进行结构优化。利用直接矩阵输入法对构架端部电机安装座与导向轮安装座进行拓扑优化,改善了制动盘的工作环境并使得优化区域质量减轻7.7%。通过对比缩减模型与完整模型的优化结果,验证了直接矩阵输入法可以在保证精度的同时提高优化效率。利用拓扑优化方法对构架上梁内加强筋板进行优化布置,缓解了内筋板处应力集中现象,构架整体受力更加均匀。在完成拓扑优化的基础上,以钢板厚度为设计属性对构架进行多工况下的尺寸优化,构架整体质量减轻14.8%,减重效果明显。4、比较优化前后构架静强度分析结果,优化后构架的应力分布得到了改善,材料利用率大大提升。应用疲劳极限法评估优化后构架的疲劳强度,结果表明构架疲劳强度符合要求。对构架进行了自由模态与约束模态分析,结果表明优化后的构架动态特性良好,不会与车体及轨道梁发生共振,各部分刚度符合运用需求。