随着起重机租赁行业的发展,因全地面起重机更高的性能和更全面的使用环境,使其成为流动性起重机的未来发展趋势,车架结构作为其主要受力件之一,其性能的好坏关乎着全地面起重机的整车性能。为了使全地面起重机在吊载与运行过程中能发挥更大的优势,减重在各企业优化设计中扮演着重要角色。本文以TZM260全地面起重机车架结构为研究对象,通过分析车架结构的受力情况,确定其危险工况,在危险工况下应用Hyperworks中Optistruct模块对其进行有限元静力学分析,通过其有限元分析结果和其自身结构的功能性特征,选取车架结构内部筋板作为拓扑优化的优化区域。运用变密度法,建立SIMP插值模型并选用优化准则算法,在危险工况下对车架结构进行以柔度最小为目标函数的单工况拓扑优化,发现单工况拓扑优化得到的车架结构无法满足所有工况的要求。进而分别采用线性加权和法和折衷规划法建立多工况拓扑优化目标函数,通过选取合适的权重系数和设置准确的优化参数,对车架结构分别进行多工况拓扑优化,通过对比分析,选取较为合理的优化结果进行车架结构改进。根据多工况拓扑优化结果和实际制造情况,建立车架结构内部筋板新的布局设计,对新的车架结构建立有限元模型并对其进行有限元分析,通过对比优化前后车架结构的分析结果,发现新的车架结构在保证力学性能的前提下,内部筋板重量降低了22%,车架整体重量降低了7%。实现了车架结构轻量化设计,车架结构减重的目的达到了,同时为车架结构优化设计提供了指导意义。