随着世界各地大型露天矿山规模的不断扩大,电动轮矿用自卸车逐步向大吨位发展。产能相同时,大吨位矿车能够降低用车数量,增加工作效率和矿区工作的安全性,取得更高的效益。但矿区多为临时性路面,路面凹凸不平,并且转弯较多这就对矿用自卸车的性能提出了更高的要求。车厢作为承载矿石的主体,其刚度和强度等性能直接关乎整车的各项性能和使用寿命,因此车厢的结构设计尤为重要。除此之外,车厢的轻量化设计对整车的动力性和燃油经济性等各项性能都有着重要的影响。鉴于此,对车厢进行强度、刚度分析,这对保障电动轮矿用自卸车的长周期安全运行,具有重大的工程应用价值。本文以电动轮矿用自卸车车厢用Q345E低合金高强度钢为研究对象,开展了室温与低温拉伸、冲击和疲劳试验研究,并在此基础上基于Chaboche循环塑性本构模型对车厢开展了复杂工况条件下的有限元分析,进而基于拓扑优化方法,对车厢进行了轻量化设计与分析。主要的研究工作和得到的结论如下:（1）对Q345E钢进行了室温与低温拉伸、冲击和疲劳试验研究。比较了Q345E钢在不同循环载荷作用下以及室温和低温下的低周疲劳行为,重点分析了应变幅值和温度对循环变形响应的影响。结果表明:在温度相同,不同循环载荷作用下,Q345E钢循环应力应变响应呈现循环软化特征,随着应变水平的提高,达到循环稳定时的循环周次越少,随着应变幅值由0.5%增加至0.7%,材料断裂周次数明显减少;在不同温度、相同循环载荷作用下,当应变幅值为0.7%时,低温下的断裂周次相较于室温增加了41.74%;而在应变幅值为0.5%时,室温下材料的循环周次略高于低温结果。（2）基于Chaboche循环塑性本构模型,通过Q345E钢的低周疲劳试数据估计模型初始参数,基于MATLAB平台采用最小二乘法原理,开发优化程序提高初始参数的准确性,预测Q345E钢循环应力-应变关系。结果表明:Chaboche循环塑性本构模型可以预测Q345E钢的循环变形行为。（3）基于电动轮矿用自卸车的实际尺寸,建立了车厢有限元模型。基于Chaboche循环塑性本构模型对车厢进行了强度分析,并对车厢进行了拓扑优化设计。结果表明原车厢的强度满足设计要求,但部分结构存在质量冗余,优化后的车厢,在满足了车辆强度要求的情况下,实现了车厢减重8.46%,提高了电动轮矿用自卸车的燃油经济性。