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近些年来，布料机作为混凝土输送的复杂大型工程机械装备，在国内水利水电资源全面发展阶段中得到了广泛应用，使得水电工程的建设速度越来越快，需求量大增。但其结构设计多以传统的经验法和静态设计法为主，结构设计存在局限，使得一些布料机存在结构质量大、安全系数偏低、动态性能差等问题。针对这些问题，本文以某型塔柱式折臂旋转伸缩布料机为研究对象，建立参数化有限元模型，并以此展开相关性能分析，然后将现代结构优化设计方法引入到该布料机的结构设计中，在满足结构的强度、刚度以及稳定性约束的条件下，使结构达到动态性能优、质量小的目的，论文的主要内容如下: 1．根据该布料机的设计模型，采用通用有限元软件ANSYS的APDL语言建立了该结构的有限元参数化模型，结合该布料机的实际工作情况，对其计算载荷及工况做了详细分析，在此基础上进行了静态分析，得到了结构静刚度、强度的大小及分布情况，并提取分析结果作为多目标优化的约束条件或目标函数。 2．对模型进行了动态分析(模态分析和谐响应分析)，通过模态分析，计算得到了结构前八阶固有频率和相应振型；通过谐响应分析，提取对结构动态性能影响最大的固有频率，并作为多目标优化的目标函数之一。 3．以重量最小化、第二阶频率最大化等为多目标函数，基于多学科优化设计软件ISIGHT集成ANSYS及精英保留非劣排序遗传算法NSGA—Ⅱ建立联合优化平台，进行多目标优化设计，得到优化结果。 4．建立优化后的模型，进行分析验证，相较于初始模型，结果表明优化后的布料机模型结构刚度和强度均有较大提升，重量从初始值48.77T降低到44.10T，优化占比3.8％；第二阶固有频率从初始值1.28HZ增大到1.56HZ，优化占比21.88%，达到了预期的优化效果。 本文通过理论分析将现代结构设计方法和计算机技术应用于塔柱式折臂旋转伸缩布料机整体结构设计中，并结合优化软件平台及技术，展开多目标优化。通过对比分析优化前后的结果，验证了优化方法的有效性，为提高布料机的结构设计提供了一条新的设计途径，具有一定的学术意义和迫切的现实需求，对布料机的发展具有重要的工程实际价值。