液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。在国防和航空工业的大型模锻件生产中有着不可替代的作用，已成为工业生产中必不可少的设备之一。而液压机下横梁是其一重要结构部件，因为下横梁就是该液压机的主要承力部件。它的变形大小及其他特性将直接影响工件的加工质量。近年来生产实际对液压机结构优化设计提出了迫切的要求。本文建立了液压机下横梁有限元力学模型和结构优化设计数学模型。通过对下横梁结构特点和受力情况的分析，以下横梁重量为目标，选择其主要的17块组焊件板的厚度尺寸为设计变量，在满足下横梁静强度、刚度、边界约束条件下，建立了基于强度和刚度要求的下横梁结构优化设计数学模型。同时，选择四面体二次等参单元对下横梁进行了网格划分，依据等效应力理论对下横梁进行了载荷分析和计算，建立了下横梁的有限元力学模型。通过在ANSYS中的分析计算，得到了下横梁结点的位移和应力数据，校验了下横梁结构在工况下的变形、应力分布和应力集中，所得到的结果数据证明与实际情况相符。利用ANSYS的APDL参数化语言，编制了包括结构分析文件和优化控制文件下横梁的结构优化设计程序。采用子问题法加扫描法进行了下横梁的结构优化设计，得到了最优化的设计参数，在大幅降低下横梁重量的基础上有效地改善了下横梁的机械和力学性能。整个优化过程实现了全参数操作，便于设计的反复修改，为液压机结构部件的结构优化设计提供了一种有效的方法。