高速铝锭堆垛机作为铝锭堆垛的重要设备,已经成为铝锭生产中必不可少的装备之一。本文在研究高速铝锭堆垛机的原理、结构特点及结构有限元分析方法的基础上,以兰州理工大学研制的LDJ₂₀新型全自动铝锭堆垛机为研究对象,建立了铝锭堆垛机机体的三维有限元模型,分析了堆垛小车的速度和加速度的调速曲线,分析了在静、动载荷下的情况,得出了铝锭堆垛机机体的位移和应力分布规律,并对机体进行了模态分析和谐响应分析,为新型高速铝锭堆垛机的设计提供了可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实际应用价值。本文主要研究内容和结论有:（1）建立了堆垛机机体的三维几何模型、力学模型、静态和动态动力学模型。（2）分析了三种速度和加速度的调速曲线,得出正弦调速曲线是合理的调速曲线类型,它不仅有较高的运行效率并且加速度有较好的平滑性,一定程度上减小了振动冲击作用。并对堆垛小车的竖直运动和水平运动进行了建模,得出振动方程及给出了求解方法。（3）通过对机体的静态和瞬态的分析,得出动态响应的位移和应力值都比静态时刻的位移和应力值大的多。瞬态时求得堆垛小车起动加速和制动减速时刻机体顶端纵向在±1mm之间振动,这就是在工作过程中机体顶端发生抖动的原因,在堆垛小车抓取铝锭层加速上升时刻导轨也在-0.72～-0.64mm之间振动。（4）通过对高速铝锭堆垛机机体的模态分析,得到了机体的前六阶固有频率及相应的固有振型等动态特性参数。结果表明:机体不仅有前后、上下及左右方向的弯曲振动,而且有扭转振动。机体的最小频率远大于其冲击频率,因而机体不会发生共振,而且机体最小的固有频率大于20Hz,因而机体也满足较低噪声污染的设计要求（因为小于20Hz为次声波,处于次声波环境中的人极易疲劳）。（5）通过对机体的谐响应分析,得出机体在前六阶固有频率范围内由于外界激励会发生共振的频率和振幅,由于能引起机体的冲击频率都很低,所以堆垛机在工作过程中不会产生共振而影响堆垛机的性能和工作效率。本文是在CAE思想和有限元法理论基础上,在用Pro/Engineer对机体进行实体建模后,充分应用有限元软件ANSYS的分析处理功能,对铝锭堆垛机的机体进行静态及动态分析。通过分析得出堆垛机的动态性能良好、设计较合理,留有很大的余量用于增加额定载荷及提速,并为新式堆垛机的设计提供了可靠的依据。