CLG856装载机作为一种重型物料铲运机械,其在工程中应用广泛。但其能耗相较于中小型装载机,存在较大的劣势,严重影响其市场竞争力。论文首先通过研究拓扑优化原理及其实用意义,分析其在装载机工作装置上的应用可行性。在具体分析过程中,先对工作装置进行运动学优化,建立相应多目标优化模型并运用改进型NSGA-2算法通过MATLAB进行求解,分析连杆尺寸的优化方案,得到了多组性能各异的连杆机构尺寸组合;并且分析装载机在一个工作周期的实际工况,根据经验公式计算铲斗在各种工况下的载荷,然后通过理论力学计算连杆各铰接点处的受力状况。运用ANSYS有限元分析软件,分析工作装置主要部件动臂在各种工况载荷下的应力分布状况,发现应力分布不均匀,存在优化的可能性。论文分析动臂应力分布状况后,建立动臂拓扑优化初始模型,确定合理的设计区域与非设计区域;运用Hypermesh软件中OptiStruct拓扑优化模块,在不同载荷下进行拓扑优化,找出各种工况下材料的合理分布情况。最后采用加权柔度优化方法,进行了多工况下动臂拓扑优化分析,不同工况下结构重量减轻18%最大应变减少10%到30%,说明拓扑优化在减轻结构重量的同时还能提升其刚度。装载机工作装置在工作中属于运动部件,在工作时由于自身重量需要消耗大量无用功。论文在分析拓扑优化对结构力学性能提升的同时,同样定性分析自身重量减轻带来的优势,通过运用ADAMS多体动力学分析软件,模拟一个铲掘周期下不同重量结构的自身重力引起的能量消耗,通过分析发现随着工作装置自身重量的减轻,液压缸需要输出力减小,说明能量消耗了降低。