扁挤压筒是制备宽幅薄壁板型材的最佳工具。但由于扁挤压筒自身结构的不完全对称,且在工作过程中要承受高温、高压及高摩擦,使其等效应力峰值过高、应力分布极不均匀,导致其容易开裂,影响赋役寿命。为提高扁挤压筒的使用寿命,就要降低其等效应力的峰值、提高等效应力分布的均匀性,故需要对扁挤压筒进行新结构的研发以及结构参数的优化。本文利用ANSYS APDL对两种典型吨位的扁挤压筒（5MN、80MN）分别进行静力学分析及热力耦合分析,研究其热应力对等效应力峰值的影响。发现热应力的参与可略微降低工况下扁挤压筒的等效应力峰值,分别降低约1.2%、0.9%。对不同特征、不同参数的5MN扁挤压筒进行静力学分析,确定降低等效应力峰值的最优特征及参数,将部分最优特征进行组合,得到两种组合式扁挤压筒新结构和一种钢丝缠绕扁挤压筒新结构。与传统结构扁挤压筒相比,两种组合式扁挤压筒、钢丝缠绕扁挤压筒,在工况下的等效应力峰值（含热应力）分别降低约4.4%、16.2%和17.3%。与传统结构扁挤压筒相比,两种组合式扁挤压筒、钢丝缠绕扁挤压筒,装配与工况下的等效应力峰值（含热应力）差分别降低9.43%、38.29%和89.69%,使其在频繁的装载、卸载间受力更趋于平稳。而且在两衬体接触处的应力梯度明显减小,提高了等效应力的均匀性。由于钢丝缠绕扁挤压筒在降低等效应力峰值、提高等效应力均匀性方面的效果最为显著,所以将其应用到80MN扁挤压筒结构设计中。首先采用正交试验法确定80MN钢丝缠绕扁挤压筒结构参数优化方案,通过ANSYS APDL对各组方案逐一进行模拟。然后使用正交试验数据表对BP神经网络进行训练。最后利用遗传算法进行极值寻优,得到一组最优结构参数。对最优解进行数值模拟验证,发现与传统结构相比,80MN钢丝缠绕扁挤压筒新结构,在工况下的等效应力峰值（含热应力）降低约13%,装配与工况下的等效应力峰值（含热应力）差降低约51.5%,各衬体间的应力梯度明显减小,等效应力的均匀性大大提高。