板式液压支架是一种应用于综采工作面的新型支护设备,该板式支架去掉了传统液压支架的四连杆机构,引入了插柱结构,具有结构简单、抗冲击能力强、设计周期短、维护方便等优点。本文根据板式液压支架的设计要求及结构特点,对支架进行了总体设计,确定了支架的主要参数,并对支架零部件进行了完整地设计。在性能参数和结构参数的基础上,使用Pro/E软件建立了板式液压支架的三维模型。在支架受力状况恶劣的工况下,使用ANSYS Workbench软件对支架进行了静力学分析,分析结果显示该支架满足强度和刚度要求。根据分析结果,得到了板式支架部件最大应力出现的位置,合理的改进了板式支架部件的结构。为了提高板式液压支架的经济性能,在满足强度和刚度的条件下,对该支架减重进行研究。结构优化设计是实现工程结构减重的较佳方案,本文使用了结构优化设计中的拓扑优化和尺寸优化。根据拓扑优化理论,使用Hyperworks软件中Opti Struct模块对该支架顶梁进行拓扑优化设计,分析优化结果可以得到顶梁横筋板的数量及最佳布置形式。在此顶梁拓扑优化方案基础上,更新支架模型,根据尺寸优化理论,使用ANSYS Workbench软件中Design Explorer模块对支架关键部件进行多工况优化,分析优化结果得到顶梁和底座最佳的尺寸方案。本文对板式液压支架进行了设计,并进行了有限元分析、拓扑优化分析和尺寸优化分析,为以后的板式液压支架研究提供了参考。