论文针对铁路集装箱装卸的具体要求,分析研究了铁路货场集装箱装卸机械的合理配置和结构选型,并以轨道式集装箱门式起重机"U"型金属结构为研究对象,应用模糊优化方法、有限元智能分析和参数化技术等现代设计理论与方法,对其进行了系统性研究,编制了实用的参数化一体设计软件,以期达到精确和高效地设计轨道式集装箱门式起重机"U"型门架结构,使其在功能性、经济性和可靠性等方面得以完整体现.(1)根据集装箱装卸运输发展的需要,结合铁路实际,经分析比较,证明轨道式集装箱门式起重机以其作业效率高、劳动强度低、运营费用少、环境污染弱、使用寿命长、场地利用率好、较易实现自动化控制等特点,应成为铁路集装箱装卸机械的主要机型.同时,由于"U"型金属结构受力状态好、稳定性强、过腿空间大,是轨道式集装箱门式起重机的首选结构型式.(2)在充分考虑轨道式集装箱门式起重机U型门架金属结构系统的完整性、结构变量的离散性和约束边界条件的模糊性等特点后,建立了以结构总重最轻为目标函数、13个结构参数为离散整数变量、25个模糊约束边界条件的U型门架结构系统模糊优化模型,并采用非线性混合离散变量优化解法MDOD求解,从而一次性完成主梁、支腿和下横梁的整体优化.(3)在充分考虑轨道式集装箱门式起重机U型门架金属结构系统的完整性、对称性和系列化的基础上,应用有限元智能分析方法,采用板单元来离散主梁、支腿、下横梁和上横梁等箱形结构,通过超单元网格的剖分和组合,实现门架结构系统有限元网格的自动划分和有限元模型的自动生成,从而达到通过输入少量的数据即可完成U型门架结构的有限元智能分析.(4)将轨道式集装箱门式起重机U型门架金属结构离散变量模糊优化设计技术和有限元智能分析方法编制成实用的参数化一体软件.该软件系统是采用VB开发的Windows应用程序,其界面设计遵守Windows程序的共有特点,提供可视化的操作环境,具有良好的操作使用性.