沥青混凝土广泛应用于各种基础建设中,其搅拌站可移动性以及快速架设的实现对我国基础建设意义重大。移动式搅拌楼专用半挂车车架是实现移动功能的主要部件,同时也是搅拌楼在施工现场快速架设的主要支撑部件,它与传统的半挂车车架一样,有承载量大、车架强度要求高、结构笨重的特点。这些特点导致了车架的制造成本高,牵引车燃油经济性低等后果,因此,有必要对其进行轻量化设计,在满足结构静态及动态特性的前提下,降低车架的生产成本。本文以移动式搅拌楼专用半挂车为研究对象,根据搅拌楼的结构特点,使用结构拓扑优化技术计算搅拌楼专用半挂车车架的最佳拓扑结构,为车架横梁的布局提供概念设计；然后以结构拓扑优化结果为基础,使用梁单元组建车架模型,通过有限元法从车架整体上来确定车架横梁、纵梁的截面尺寸；再根据车架生产的工艺水平以及半挂车车架设计的一般要求,使用Pro/e软件来根据确立的截面尺寸,对车架进行详细的结构设计；最后使用有限元法对设计的车架进行刚强度分析以及模态分析,验证车架设计的合理性。根据本文的优化方法以及求解策略,主要使用Hyperworks软件的Hypermesh, Radioss, Optistruct模块以及三维建模软件Pro/e来完成车架的设计以及分析。论文的研究结果对相关车架制造企业进一步推广应用CAD/CAE技术、开展轻量化设计具有一定的理论意义以及工程应用价值。