降低车辆碳排放是实现碳达峰和碳中和的重要任务，轻量化设计是实现这一目标的关键技术手段。为了减少典型工程机械叉车的CO_2排放量，原创性地将尺寸优化和自由形状优化技术进行融合，提出一种面向高维设计空间的叉车货架轻量化设计。建立叉车货架有限元仿真模型，通过静力学分析得到应力和位移数值，并将其作为联合优化过程中应力和位移约束条件的设置基准；采用基于试验设计的灵敏度分析方法，研究叉车货架质量、位移和应力等试验指标对各设计变量变化的影响；结合所提出的联合优化模型与灵敏度分析，构建设计变量的高维设计空间，综合应力和位移约束，进行叉车货架轻量化设计。优化结果表明，与常用的逐步优化技术相比，尺寸和自由形状联合优化技术具有更大的优化求解空间，同时可以以更小的刚度和强度性能损失，实现更优的轻量化效果。