四辊轧机在板带材生产中发挥着重要的作用,是轧制加工最基本的装备。我国四辊轧机主要还是依靠传统的静态设计方法进行生产制造,基于现有设备改造来改善轧机的动态性能。与静态设计方法相比,采用动态设计方法制造的机械产品精度高、抗振性好、成本低、寿命长。本文采用接触面连接多构件的方法对轧机零部件进行了动态特性计算、静态和多频激励载荷下的响应计算,进行了复杂结构的目标动态特性和响应参数的结构设计。在复杂结构的目标动态特性参数的结构设计中,获得了具有目标固有频率的结构参数。在复杂结构以降低动态响应为目标的结构设计中,获得了具有相对较低动态响应的结构参数。通过改频设计和响应设计,建立了结构良好的动态特性和响应。本论文的主要研究内容如下:(1)在Solidworks中建立了轧机零部件的三维模型,并将其导入到ANSYS Workbench,建立了轧机零部件的有限元模型。(2)通过对轧机部件进行模态分析,获取了部件的前10阶含阻尼与无阻尼固有频率和振型,并探究了辊缝对机座固有频率的影响。对轧机部件进行了静态响应和多频激励动态响应计算,获取了轧机部件的应力和变形情况。(3)结合试验设计、响应面法、遗传算法和灵敏度分析方法,以轧机部件的质量和低阶固有频率为目标,以其尺寸为设计变量建立设计模型,确定了轧机部件具有目标固有频率的结构参数,实现了复杂结构的改频设计。(4)结合试验设计、响应面法、遗传算法和灵敏度分析方法,以轧机零件的质量、最大变形和最大应力为目标,以其尺寸为设计变量建立设计模型,确定了轧机零件具有相对较低动态响应的结构参数,实现了复杂结构的动态响应设计。本文依据结构动态设计理论进行了复杂结构的目标动态特性参数和以降低动态响应为目标的结构设计,确定了轧机结构具有目标固有频率和相对较低动态响应的结构参数,在结构固有频率和动态响应设计阶段建立了结构良好的动态特性和响应。本文所获得的研究结果可为其他装备的动态设计和改造提供一定的借鉴和指导。