双柱式预紧组合结构作为典型的梁柱式组合结构被广泛应用于大型液压机等重载装备的承载机身结构中。预紧组合结构组成部件的结合面开缝现象往往影响结构的承载整体性。传统的结构优化方法往往难以保证组合结构的承载整体性,影响优化结果的可靠性。针对此问题,论文提出考虑承载整体性的预紧组合结构优化方法,通过对组成部件结合面的开缝过程进行分析,确定了双柱式预紧组合结构本体结构参数与载荷变化情况对结合面弯曲性开缝的影响关系,建立了考虑横梁立柱弯曲变形的临界开缝预紧载荷计算模型。采用Kriging-NSGA-Ⅱ算法实现了保证承载整体性的预紧组合结构优化,应用于锻压机三梁双柱式预紧组合机身下横梁的结构优化中,在实现结构轻量化与结构强度性能提高的同时,保证了结合面的承载整体性。通过对优化结果的对比分析验证了方法的有效性,为锻压机等重载装备预紧组合结构组成部件的优化设计提供了参考。第一章概述了预紧组合结构的主要结构形式,综述了重载装备预紧组合结构承载整体性与结构优化设计的国内外研究现状,并给出了论文的研究内容与组织框架。第二章以锻压机三梁双柱式预紧组合机身为具体研究对象,分析了双柱式预紧组合结构的开缝过程,确定了本体结构参数与载荷变化情况对结合面弯曲性开缝的影响关系。第三章分析了双柱式预紧组合结构临界开缝状态的承载变形情况,以开缝预紧阈值作为临界开缝状态下预紧载荷的表征参量,构建了开缝预紧阈值的计算方程,求解了双柱式预紧组合结构中心载荷作用下的开缝预紧阈值,并利用数值模拟方法对计算结果进行了验证,为预紧载荷的选取提供了更加准确合理的参考。第四章通过施加以开缝预紧阈值为参考的预紧载荷,保证了预紧组合结构的承载整体性,提出了考虑承载整体性的预紧组合结构优化方法,完成了基于拉丁超立方的优化变量采样,构建了优化变量与优化目标的Kriging近似模型,设计了基于Kriging-NSGA-Ⅱ的考虑承载整体性的双柱式预紧组合结构优化流程。第五章将考虑承载整体性约束的预紧组合结构优化方法应用于锻压机三梁双柱式预紧组合机身结构下横梁的结构优化中,建立了锻压机预紧组合机身结构的参数化模型,结合锻压机预紧组合机身具体结构参数进行了极限载荷下的开缝预紧阈值求解,确定了以开缝预紧阈值为参考的预紧载荷,保证结构的承载整体性,完成了锻压机预紧组合机身下横梁的结构优化,最后通过对优化结果进行对比分析验证了优化结果的可靠性与有效性。第六章总结了论文的研究成果与存在的不足之处,并对今后的研究工作进行了展望。