面棒机的支架主要起到支撑和连接的作用，同时也要承受传递给它的各种力和力矩的作用，由于支架支撑的扭拉装置是靠减速器提供动力，传动过程中是依靠锥齿轮的啮合传递动力，因此必须保证支架具有足够的强度和刚度，尤其是刚度。鉴于此，本文选用RADIOSS软件对面棒机的大小支架进行有限元求解分析，并对支架的薄弱地方进行结构改进，改进后的支架使用OptiStruct优化软件进行拓扑优化结构设计。本文中的主要研究内容如下所示：1.介绍优化技术的发展情况以及面棒机在研发过程中遇到的问题，确定了论文的研究方向。同时也简单介绍了有限元方法和弹性力学知识，为后续的求解分析提供了理论基础。2.对面棒机的大小支架进行了有限元静力学分析，支架在揉顺机构和扭拉机构的重力作用下，大小支架的应力分布云图和应变分布云图。同时也对大小支架进行了模态分析，得到了它们的固有频率及振型；对它们的动态特性也进行了评估。3.利用OptiStruct拓扑优化技术对初始支架模型进行了优化分析，分析了目标函数随着迭代次数增加的变化情况，同时研究了不同约束位移对支架密度云图的影响，不同阀值对支架材料分布的影响。4.利用OSSmooth生成的几何模型在SOLIDWORKS重新设计，再将设计后的模型进行强度分析。跟原设计模型进行对比，发现刚度、强度、重量均优于原支架，表明该方案切实有效。5.对在体网格下的模型进行了拓扑优化分析，与面网格拓扑分析结果做了一些对比，发现体网格下的拓扑优化分析结果可以应用于液态成型工艺中，为日后该支架采用铸造工艺生产进行了一些前期探索。通过上面的分析，能够对面棒机结构的一些特性有更多更全面的了解，为该产品后续设计提供了可靠的经验。使用该设计思路后不仅能够有效的减少生产成本、降低产品的研发时间，从而增强该产品在激烈市场中的竞争力。