斗轮堆取料机是目前世界通用的大型连续式散料处理成套设备,由于它属于连续生产机械,生产率高,越来越受到世界各国的重视,目前,已广泛应用于矿山、冶金、电力、交通、建材和化工等领域的大型露天矿储料场、仓库、发电厂、煤气厂和大型港口码头等场所。其中,悬臂式斗轮堆取料机以工作结构动作灵活、作业范围广和对场地要求相对较低等优点,成为目前最为常用的结构形式。它是由斗轮机构、前臂架、立柱、平衡机构、回转机构、门座、走行机构和尾车等组成。其中斗轮机构是其实现取料功能的主要部件,它位于悬臂的最前端,其重量直接影响到整机的重量和平衡,因此它的轻量化对于整机的轻量化设计有着重要意义。本文的目的就在于获得一个优化的斗轮轮体。本文在有限元分析软件ansys的平台上运用渐进拓扑优化方法(ESO)对斗轮轮体进行拓扑优化,得出最佳的轮体材料分布模型,采用应变能密度作为单元删除准则,并运用了棋盘格控制方法,取得了较好的结果。接着对拓扑优化结果进行简化,提出了优化原始模型——弧形轮辐轮体模型,同时考虑到加工制造问题,并结合以往设计经验,提出另一种模型—直轮辐轮体模型,并利用ansys白带的尺寸优化方法——子问题法,扫描法和一阶方法,分别对两种模型进行优化,得出最优轮体尺寸,并最终确定直轮辐轮体作为最终优化结果。然后利用ansys对轮体进行瞬态分析和可靠性分析,证明优化结果模型能够满足使用要求。最后对斗轮进行了应力测试,将结果和有限元分析结果进行对比,验证了文中有限元分析的正确性。斗轮优化分析结果运用于实际,较相同取料能力机型重量有了大幅减轻,现场斗轮机构运行平稳,证明了该方法的有效性。