近年来，国内外吊装行业对中大起升吨位起重机需求较为强劲，这种局面对国内履带起重机行业来说是前所未有的机遇，然而国内履带起重机行业也面临着巨大的挑战，因为工业设备日趋大型化并且现代工程项目对履带起重机产品的使用安全性要求越来越严格，而国内履带起重机产品设计方法和加工工艺仍不成熟，设计的产品仍存在潜在的质量问题，再则国产履带起重机产品相对国外同级别履带起重机产品来看，整机重量普遍较重，制造成本高。国内履带起重机设计方法在验证安全性和可靠性环节一般采用解析法来校核整机安全性，这种技术在校核履带起重机臂架方面应用得比较成熟和完善，在校核履带起重机转台及下车结构方面并没有标准和成熟的衡量公式，已有的利用有限元方法核算履带起重机转台和下车安全性的研究方法仍存在不足和没有相关的实验数据验证其有效性和合理性，因此利用解析法或已有的有限元研究方法都无法准确对设计的履带起重机转台和下车的安全性与可靠性做出评估。履带起重机轻量化是目前履带起重机行业的发展趋势，它不仅能够帮助企业降低制造成本，而且对于节能环保也具有重要的意义。当前轻量化技术一般采用有限元法对结构进行优化设计，而且对一些简单结构也能够取得较好的轻量化效果，然而轻量化效果和轻量化后的结构安全性都立足于设计的计算模型是否准确。本文研究的内容以吉林大学力学实验室与徐工建设机械分公司合作的履带起重机转台及下车轻量化设计课题为依托。论文的主要工作和研究成果如下：（1）概述了履带起重机行业的国内外发展现状，分析了履带起重机未来的机遇和挑战，分析了目前履带起重机下车理论研究成果的优点和缺点以及亟待解决的问题，提出了履带起重机履带架与地面新的研究方法。（2）简单介绍了本文研究的对象的结构特点，对有限元软件ANSYS进行了学习和实践，编写了论文研究所用到的多工况批处理计算程序，该程序能够完成有限元计算和有限元计算结果自动化处理，能大量地节省计算时间和结果处理时间。（3）利用有限元软件ANSYS分别建立了分析履带架和车架强度刚度用的单体研究模型，杆系结构地面计算模型和钢筋混凝土地面计算模型，利用三种计算模型分别对履带架和车架进行了强度刚度分析，并对比了三种研究模型的有效性和先进性。（4）对履带起重机下车进行了应力测试，获得了履带起重机下车在实验工况下应力数据，并与有限元计算结果进行了对比。履带架测试实验结果表明，钢筋混凝土地面计算模型与应力实验数据更吻合，其次是杆系结构地面计算模型，最后是履带架单体计算模型。车架测试实验结果表明，钢筋混凝土地面计算模型与杆系结构地面计算模型都与实验数据基本吻合。（5）本文研究的履带架和车架实际重量比国内外其他同级产品都重。为了提高产品的竞争力，降低制造成本和吸引客户，本文利用钢筋混凝土地面计算模型分别对履带架和车架进行了轻量化设计，并对轻量化后的履带架和车架进行了强度刚度分析。履带架和车架轻量化设计后重量分别减少了7.8%和6.68%，轻量化后的履带架和车架满足强度和刚度要求。轻量化后的履带架和车架不仅降低了制造成本，而且间接地降低了运输油耗，提高了产品竞争力。