针对 240 吨级矿用自卸车货厢结构强度与可靠性设计难题，基于有限元分析理论，采用 Creo 完成精细化三维建模，结合Abaqus 构建高保真度有限元模型，综合考虑焊缝精细化建模与离散元-有限元（DEM-FEM）耦合载荷映射方法，开展货厢模态特性分析与多工况静强度评估。仿真结果表明，货厢前十阶固有频率为 7.71~24.52Hz，振型无突变且整体连续性良好，结构动态特性优异；在颠簸、举升、转弯制动典型工况下，依据第四强度理论与安全系数设计法判定，原结构存在局部应力集中与失效风险。通过对高应力区实施结构拓扑优化与细节改进，优化后关键部位等效应力均降至 345MPa 以下，满足强度要求，同时疲劳累积损伤值低于临界阈值，兼顾静强度与疲劳可靠性。