在经济全球化及电子商务的双重推动下,物流业得到飞速发展,已经成为我国第一大行业,而叉车作为物流业装卸、搬运环节的最核心装备,其性能直接影响物流效率,进而影响经济社会的发展。门架是叉车举升货物的关键部件,近年来,新型叉车朝着大举力、高举升的方向发展,对门架的性能提出了更高的要求,传统基于物理样机的设计方法因其成本高、周期长、设计余量大等缺点已不足以满足高性能门架的需求。论文研究对象为某型号内燃叉车的两级门架结构,围绕动态、静态等CAE仿真技术和结构优化技术展开研究。首先通过虚拟样技术建立叉车的多体动力学模型,对多种不同工况进行动态仿真分析,输出门架关键部位的位移、载荷以作为静力学分析的边界条件。在Hypermesh中进行模型的前处理,包括网格划分、网格连接、载荷和约束的施加等,以Ansys为求解器进行门架有限元模型的求解,分析其强度、刚度等力学性能以及承载能力。之后根据门架静力学分析结果进行轻量化设计,提出一种基于组合近似模型的轻量化设计方法。通过熵权TOPSIS结构综合贡献度分析方法筛选出对门架性能影响最大的设计参数作为轻量化的设计变量,建立以强度、刚度为约束条件,以质量为目标函数的轻量化设计模型,利用优化拉丁超立方实验设计方法采集到的样本点分别构建外门架质量、最大应力、最大变形的组合近似模型,结合NLPQLP二次序列规划算法展开轻量化设计,外门架经过优化后,质量降低13.36%,最大应力降低4.65%。由于门架滚轮母线形状的不合理使得滚轮与槽钢的接触应力过大,接触边缘产生严重的应力集中,这也是导致门架发生疲劳破坏的主要原因之一。针对该问题,论文最后通过非线性有限元软件ABAUQS和有限元前处理软件Hypermesh进行滚轮与槽钢的非线性接触分析,研究不同轮压、不同材料属性对接触应力的影响,提出三种滚轮母线修形方案,使得接触应力大幅降低,“边缘效应”有所减轻,有效提高门架疲劳寿命。