目前,国内平头塔机结构设计多以传统类比方法和静态性能计算为主,导致一些平头塔机存在着结构自重大,构造不合理,动态性能差等问题。针对以上问题,本文以某型平头塔机为对象,将现代优化设计方法引入平头塔机起重臂的结构设计中,在满足结构强度、刚度、稳定性约束的条件下,以期达到起重臂动态性能好、结构重量轻的目的。根据《塔式起重机设计规范》对平头塔机的载荷及约束进行简化处理,运用大型有限元通用程序ANSYS建立起重臂结构的参数化有限元模型,并对起重臂结构进行了有限元结构分析、模态分析,从而求得起重臂结构在各工况作用下的静力响应情况及起重臂结构的各阶固有频率。对起重臂结构进行了谐响应分析,以求出起重臂结构对各阶振动频率的响应状况,确定对起重臂动态性能影响最大的是结构第二阶固有频率。根据分析结果,将起重臂结构重量最轻、第二阶固有频率最大作为优化设计的目标,建立起重臂结构多目标优化问题的数学模型。鉴于起重臂结构多目标优化问题设计变量多,且多为离散值,运用传统的多目标优化方法求解难度较大,本文采用非劣排序NSGA-Ⅱ多目标遗传算法求解,并利用iSIGHT多学科优化平台,将ANSYS有限元分析与NSGA-Ⅱ算法集成,使优化过程得以自动完成,最终得出Pareto最优解集,经权衡两优化目标,从最优解集中选取了具有较好综合性能的妥协解作为最优化设计方案。经验证分析,所取方案达到了预期的优化效果。