液压支架是煤矿开采过程中的重要设备。本文以某型号液压支架为研究对象,利用Pro/E软件建立了液压支架的三维模型,然后导入ANSYS中完成了整机的静力学分析和模态分析。以重量为目标,分别建立了掩护梁和前连杆的结构优化数学模型,采用均匀试验设计方法,建立了设计参数和结构最大应力的响应面模型,完成了掩护梁和前连杆的结构优化设计。首先利用Pro/E软件建立了液压支架各零部件的三维实体模型,将零部件模型装配成整机模型,通过干涉检查验证了模型的正确性。将三维模型导入ANSYS软件中,对模型进行了网格划分,施加了适当的边界条件,得到了液压支架偏载时的应力分布情况和变形情况,并将计算结果与实验结果进行了对比,验证了模型的准确性和精确性。同时,完成了液压支架的模态分析,得到了各阶振型。然后,建立了掩护梁的结构优化数学模型,采用ANSYS软件和均匀试验设计进行了试验,得到不同试验方案下的掩护梁最大应力值。利用最小二乘法拟合出设计参数和掩护梁最大应力的响应面模型,使用随机方向法完成了掩护梁的结构优化设计。优化后的设计方案与原有设计方案相比,重量减轻了9.4%,优化效果明显。最后,建立了前连杆的结构优化数学模型,利用最小二乘法拟合出了设计参数和前连杆最大应力的响应面模型,完成了前连杆结构的结构优化设计。优化后的设计方案与原有设计方案相比重量减轻了16.2%。本课题利用现代设计方法进行了液压支架的性能分析和关键零部件的结构优化设计,为液压支架的研发提供了有价值的指导。