目前，随着国内大型工程项目的投建，履带起重机得到了快速、高效的发展，但同时也面临着激烈的国内、国际竞争。臂架作为履带起重机的主要承载构件，对整机结构起着举足轻重的作用，其经济性、安全性以及开发周期也都是不容忽视的问题，本课题从这几方面出发对臂架结构进行研究。本文以履带起重机的桁架式臂架为研究对象，针对其经济性要求，采用优化设计的研究方法；针对力学性能问题采用有限元软件(ANSYS)分析技术；而针对开发周期问题，利用参数化思想，采用APDL语言的宏程序来进行参数化建模、分析。首先，对臂架结构进行合理简化，确定其力学分析模型，进行受力分析，确定出臂架结构的各主要参数的计算方法。在常规计算的基础上，考虑臂架的经济性问题，以臂架结构重量最轻为目标函数，进行优化设计。由于智能算法的优越性，在此采用粒子群算法来进行优化，并针对优化问题，对其进行了适当的改进。以上所进行的常规计算和优化设计均以VC++6.0作为开发工具，编写计算程序，实现臂架结构设计计算的参数化。然后，利用参数化的设计语言APDL，对臂架结构进行有限元分析，这也是本文的重点。由于臂架结构工况多种多样，臂架的组成方式也较多，若采用在GUI界面环境下进行建模和分析，效率会非常低，所以本文利用APDL语言对ANSYS进行二次开发，采用定制工具条按钮方式，实现交互式输入对话框，完成臂架结构的有限元参数化分析功能。其中的分析内容包括：静力分析、模态分析和瞬态动力学分析。获得了臂架的应力、应变图形，臂架的固有频率及振型，以及在起、制动工况下的位移、速度曲线。对臂架结构进行了较为全面的分析。本文所做的优化设计和有限元分析，是现代设计方法在起重机上的具体应用，对臂架结构的安全性和经济性也有非常重要的意义，具有一定的工程实际应用价值。