长管拖车是压缩天然气陆路运输的一种重要工具，应用范围广泛。由于长管拖车所经历的路况较为复杂，且气瓶体积大，承载的压力高，充装介质易燃易爆，气瓶支撑结构的合理设计对于保证长管拖车的安全运行具有重要作用。本文以某公司的CNG长管拖车气瓶支撑结构为研究对象，采用有限元数值模拟方法，研究其四种运输工况下的受力情况。在此基础上，利用优化设计方法对结构进行了拓扑优化和尺寸优化。采用应变电测试验方法验证有限元数值模拟方法的可靠性。　　本文的主要研究工作及结论如下:　　(1)搭建了模型静力应变的测试装置，利用应变电测试验方法，获得了模拟部件的试验结果，对有限元数值模拟方法的合理性和正确性进行了验证。为后续开展支撑结构的有限元数值模拟奠定基础。　　(2)采用有限元数值模拟方法，得到了长管拖车气瓶支撑结构在四种不同工况下的应力分布情况。研究结果表明，在长管拖车气瓶支撑结构承受与运动方向垂直的水平方向1倍重力加速度的工况下，支撑结构所受应力最大。同时，现有的结构设计强度利用较低，安全裕量较大。　　(3)基于应力最大工况，采用优化设计方法对支撑结构进行拓扑优化和尺寸优化等。依据优化结果和设计经验，重新确定支撑结构相关尺寸。将优化后的支撑结构有限元数值模拟结果与优化前的结果进行比较，结果表明:结构应力分布有了一定改善，且实现了轻量化设计。