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考虑设计变量和其他随机变量的变异性影响,提出了一种提高轨道车辆零部件稳健性的优化设计方法。通过极小化质量特性的平均损失实现目标函数的稳健性,通过质量控制系数构建约束函数,建立了轨道车辆零部件稳健性优化设计模型。以HXD2型机车轴箱弹簧静挠度稳健性优化设计为例,验证了该方法的有效性和合理性。分析表明:优化结果的稳健性优于原产品,且质量减轻9.83%。