随着有限元法的不断发展和成熟,其能够有效缩短研制周期,降低开发成本,提高产品的质量和可靠性。因此有限元法已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效方法,是现代工程分析和设计流程的核心,得到了广泛应用。本文选用江苏某锻压机床有限公司生产的QC12Y-40×2500液压摆式剪板机为研究对象。首先按照一定的模型简化原则,应用Pro/E软件建立了机架的三维实体模型。然后以有限元技术为基础,利用ANSYS软件建立剪板机机架有限元模型。采用大型通用化有限元分析软件ANSYS作为分析工具,对剪板机机架结构进行静态分析和模态分析,在获得了机架应力及变形的分布情况以及机架自由状态下的固有频率的同时,也对其振动特性进行研究,并分析比较了各频率对机架模态的影响。在满足强度和刚度条件下,通过优化机架几何尺寸及其各部分板厚使其所用材料为最少。并根据静力分析结果和机架整体结构,建立机架部分结构的参数化模型,选取机架部分几何尺寸和各组成部分的板厚作为设计变量,在满足强度和刚度条件下,以机架的体积作为目标函数,采用零阶方法对机架进行了结构优化,达到最大限度的重量减轻。最后对ANSYS软件进行二次开发,使用UIDL编辑界面程序、APDL语言执行算法程序,并将二者有机结合起来,使软件界面友好、操作方便、运行可靠稳定,为剪板机的设计和改进时进行有限元分析提供了可操作的平台。通过本文的研究,掌握了剪板机机架的静动态特性参数,同时通过优化设计减轻了机身的重量,为QC12Y系列剪板机进一步改进、优化设计提供了方法和理论基础,同时通过二次开发,能够为企业提高其设计质量及设计效率,增强效益,具有实际应用价值。