针对隔膜泵隔膜疲劳寿命过低进而影响系统正常运行的问题，本文在前人的研究成果基础上，更广泛地引入了现代设计理论与方法，充分发挥了现代设计理论的系统化和最优化等优点，对隔膜泵液力端进行了数值模拟研究并对其基本参数的优化设计和提高隔膜疲劳寿命的方法进行了详细、深入地研究。　　文中第一部分采用了计算流体力学数值模拟的方法，以DP160-5型隔膜泵为主要研究对象，首先对其液力端系统进行流固耦合分析，从而得到了一个周期内隔膜变形状况、隔膜内应力随时间变化趋势、隔膜最大应力分布频图，接着又深入研究了活塞冲次与隔膜应力的关系、排量对隔膜内应力的影响、隔膜厚度与其应力的关系。该方法较好解决了由于活塞、隔膜等的运动所引起的计算区域变化问题，实现了隔膜泵吸、排液过程的流固耦合分析。为进一步研究隔膜的运动特性提供了一种新方法，同时也为改进隔膜泵液力端的工作参数、优化隔膜的设计提供了参考依据。　　为了更好的推进隔膜泵优化设计理论，文中第二部分引入了最优设计理论对隔膜泵基本参数进行优化设计。首先建立了隔膜泵基本参数优化设计的数学模型，该模型对往复泵类基本参数的优化设计同样具有适用性。紧接着针对该问题的特殊性提出了更为合理的求解方法：离散变量型普通网格法，该求解方法很好的解决了工程实际为该问题带来的特殊问题，并得到了该优化问题的最优解。为隔膜泵及往复泵基本参数的优化设计提供了一个参考方法和参考模型。　　针对隔膜设计理论不足的现状，本文第三部分对深碟形隔膜结构优化设计理论进行了深入研究，建立了深碟形隔膜结构设计的参数化控制模型，并利用前文采用的物理模型及方法进行了数值模拟计算，得出了隔膜应力与控制参数间的数量关系，用以指导深碟形隔膜的优化设计。在此基础上，引用了橡胶材料的一些疲劳特性参数，以提供一个更为全面的设计指导理论，进而从设计角度改善隔膜的疲劳寿命。