随着现代工业和科学技术的发展,机床产品也日益向着高速、高效、高精度和自动化方向发展,良好的结构动态性能要求己经成为产品开发设计中的重要优化指标之一。以有限元方法和模态分析理论为支撑的现代设计方法,己经成为现代机床设计发展的必然趋势。本文首先综述了课题的背景和意义以及国内外的研究现状,并指出了用有限元方法进行机床设计和改进的新思路和重要意义,为后续的研究工作奠定了理论基础。选取了CAD三维造型软件Solidworks和有限元分析软件ANSYS建立了立柱结构的有限元模型,进而对整体立柱结构进行了静、动态特性分析,在此基础上优选出静、动态性能较为优越的十字型筋板布局方案。然后通过改变壁板厚度和筋板的厚度以及高度,对整体立柱进行了灵敏度分析,表明改变这三类参数对立柱的动态特性影响不大。应用拓扑优化设计方法,最终确定了立柱的优化结构。在机床的图纸设计阶段,运用有限元理论和模态分析理论,对机床结构的静、动态性能做出分析预测并运用优化设计方法进行优化,对于新机床工作性能的改善、加工精度的提高、开发周期的缩短和产品竞争力的增强无疑是十分重要的。