行車車輪組的使用性能不僅取決于行車車輪組制造材料和組織性能，關鍵還取決于結構設計上的特點和對具體使用條件的適用性。在合理選擇制造行車車輪組材料和保證這些材料經過工藝處理后的質量和特性的基礎上，需對行車車輪組結構進行優化設計。
美國ABEX公司在鐵道傳動測力計上模擬牽引試驗證明，行車車輪組采用的曲面型／深盆型輻板形式對行車車輪組應力的改善具有顯著的效果，其最大的有效應力比傳統直輻板約小5倍。也正是通過這一輪型設計上的優化，大大降低或改善了行車車輪組在制動時由于踏面的升溫產生的熱應力，從而減少了車輪熱損傷傾向，從根本上提高了行車車輪組的耐用性和安全性，這是行車車輪組得以迅速發展和倍受客戶歡迎的主要原因之一。