在车辆的设计过程中，汽车的质心位置将直接影响到车辆的安全性、操控性和稳定性。目前，车辆质心位置测量的方法主要有摇摆法、重量反应法、悬挂法、平台支撑反力法等。但对于多轴重型车辆来说，现有的质心测量方法都不适用。针对多轴重型车辆的质心测量，我们提出在倾翻台上采用侧倾的方法，通过测量不同倾斜角度时车辆的轮荷值，从而计算出车辆质心位置。本文针对已开发的轮荷测量仪进行结构优化，以减小测量仪的偏载误差和倾斜误差、提高灵敏度为目标，从而提高车辆质心位置的测量精度。首先，根据实际受力情况建立测量仪的力学模型，阐述轮荷测量原理，研究耦合机理，分析影响测量精度的指标，确定优化参数。其次，以提高测量仪的抗偏载性与抗倾斜性为目标，利用有限元仿真软件ANSYS建立测量仪有限元模型，对已开发的轮荷测量仪在水平、倾斜两种工作状态进行仿真分析，分析得出影响其抗偏载性与抗倾斜性的因素。利用有限元仿真软件ANSYS，以等间距、变间距两种应变片布置方式对测量仪进行优化分析，通过对比分析不同的贴片方案与测量仪偏载性、倾斜性的关系，得出最优的贴片方案，提高测量仪的抗偏载性与抗倾斜性。再次，以提高测量仪的灵敏度为目标，在ANSYS软件中行建立测量仪的参数化有限元模型。基于ANSYS参数化设计语言APDL(ANSYS ParametricDesign Language)，编写结构分析文件与优化控制文件，以槽宽、槽深、槽间距为设计变量，强度、刚度为状态变量，测量仪的输出值为目标函数，选用零阶优化方法，对测量仪进行灵敏度优化，在测量仪强度、刚度仍满足要求条件下，提高测量仪的灵敏度，从而提高测量精度。最后，根据优化后的结构，加工测量仪试件，搭建测量系统。通过加载实验得到不同工况下实验数据，确定标定方案，得到测量仪的输入—输出特性曲线。根据实验数据和标定曲线得出测量仪的最大偏载误差、最大倾斜误差与灵敏度，检验优化结果。