云梯消防车是装备伸缩式云梯，带有工作斗、转台及灭火装置，供消防人员登高进行灭火和营救被困人员的重要消防设备，适用于城市高层建筑火灾的扑救。梯架结构是云梯消防车的关键、核心部件，其性能决定着云梯消防车的消防与救援能力，其设计、分析、制造水平直接反映出云梯消防车的技术含量及产品层次。本课题是在湖北省专用汽车研究院由湖北省科技厅支持的“直臂云梯消防车高性能梯架系统关键技术研发”项目背景下，以某型号云梯消防车梯架结构的性能研究和结构优化为目的，对梯架结构在不同工况下进行静力学分析和模态、模态灵敏度分析，模拟梯架结构在实际工作情况下的应力、应变情况，得出其低阶模态频率和对振型敏感的结构灵敏部位。结合结构拓扑优化知识，本课题接着对梯架结构进行拓扑仿真，综合上述研究成果，对研究云梯消防车梯架结构进行优化修改，并进一步对比验证得出梯架结构优化方案的正确性和可行性。本课题研究表明，采用计算机辅助设计和有限元分析方法能对云梯消防车梯架结构的设计与优化提供有效的指导方案，能大幅度减少设计周期，提高产品性能，规避结构破坏风险。