生产与使用上的经济性一直是现代动力机械的发展主题,产品设计开发过程中对结构进行减重设计是动力机械研制过程中的重要工作之一。目前主流的减重手段一种是使用更轻的新型复合材料,但是此举会提高生产的成本;另一种是对结构进行合理的重新设计,使得结构达到最优的材料使用率。因此第二种方法成为了目前在工程设计领域应用相对较多的方法。本文的研究对象为某公司新型柴油机,以有限元和优化设计的理论方法为基础,对此柴油机机体、连接箱、自由端支架三个部件进行减重分析,以提高结构材料更优的使用效率,降低生产成本。并在减重过程中对工作在环境恶劣区域的结构进行优化设计,减少应力集中。由于柴油机在运转工况下的工作状态最恶劣,因此本次仅研究柴油机在运转工况下各结构的静力学状态。首先本研究应用ANSYS仿真软件并结合结构静力学有关理论,对柴油机部件进行初始静力学分析,根据得到的各结构应力与形变云图,得到结构的应力与形变值并检验了其强度在安全范围之内,得到机体、连接箱、自由端支架还可以进一步减重优化。其次运用拓扑优化原理建立结构的优化模型,根据优化的结果对结构进行修改,得到优化后的各结构的三维模型。最后在ANSYS软件中对优化后的结果进行验证,根据验证的结果最大的等效应力小于材料的屈服极限,在安全的强度范围内。减重后机体重量与原先相比减少了10.72%,连接箱重量与原先相比减少了10.9%,自由端支架重量与原先相比减少了12%。因此机体、连接箱、自由端支架轻量化分析优化是合理的。