我国幅员辽阔、人口众多，铁路运输与其他运输方式相比较具有安全系数高、受气候及环境影响小、能源消耗低、运输量大、高速快捷等优势，是公路、水路以及航空运输等无法替代的，因此铁路运输在整个交通运输体系中占有十分重要的主导地位。随着我国工业化程度的提高，铁路作为国家的重要基础设施，我国的“十二五”规划和《中长期铁路网规划》做出了加快铁路运输发展的战略决策。近年来，通过对国外机车关键技术的引进、消化与创新，在我国机车科研单位与制造厂方的共同努力下，我国的机车技术有了很大的提高，同时对机车的各项性能也提出了更高的要求。转向架作为机车车辆上的重要部件之一，在机车运行工作过程中，不仅要支撑车体，同时传递着车体与轮对之间的各向力，因此转向架不仅能保证车辆的曲线通过性，它的各项参数也直接影响机车的运行稳定性以及乘坐舒适性。对于高速货运机车转向架的研发，国内的技术因没有完全成熟一直未能投入生产运营，因此设计出符合我国铁路运输国情的高速货运机车转向架迫在眉睫。转向架技术作为高速铁路机车车辆的关键技术之一，本文将对高速货运机车转向架进行深入研究，这也是在我国铁路列车的提速大环境下一项非常重要的课题。对于解决这样的复杂工程问题，最常用的分析工具是有限元分析软件。通过对转向架构架进行有限元应力分析和强度计算，能够得到可靠直观的研究结果，不仅对于机车结构的后续提高和优化起到很大的帮助，同时为机车转向架构架的研究提供参考依据也具有一定的实用价值。本论文采用的是有限元分析软件Workbench12.0，结合UIC615-4和TB2368-2005《动力转向架构架强度试验方法》对某一典型C0-C0轴式货运机车转向架构架进行了有限元分析，参考上述标准计算负载并制定了载荷组合工况和边界约束条件。论文首先对转向架构架进行静强度分析，得到构架在静载荷作用下及超常静载荷下的等效应力分布情况后，运用第四强度理论对构架最危险部位进行分析评定；然后对构架的有限元模型进行模态分析，得到了转向架构架系统的前6阶固有频率、振型等模态参数；根据静强度分析得到的结果选取受力最大工况对构架进行轻量化优化设计，选取优化结果后再次对各工况进行静强度分析校核和模态分析校核，直至得到最优解。计算结果表明,本文研究的高速货车转向架构架满足静强度标准要求,前6阶固有频率也能够有效避开外界激励频率产生共振；优化后，构架总体自重减轻了1.4%，最大变形和最大等效应力均满足强度要求，构架固有频率也远远大于激振频率，满足刚度要求。最终达到优化转向架构架结构、降低成本消耗、实现提高列车运行速度的目的。