推土机在城市和国防建设、露天采矿、道路和水利水电基础设施建设等各种施工中应用广泛，主要用来推移积土、填土、开渠和清理等作业。大马力推土机工作场所恶劣且作业对象多为矿石、冻土，工作过程中受到的冲击载荷大，这些特点决定了其工作装置应能承受较大的载荷冲击。前工作装置各构件的尺寸、位置关系及构件的强度、刚度决定着推土机作业性能的发挥。前工作装置正常作业时外载荷较大，若在工作过程中受到较大外载荷冲击，构件间相互作用力则发生较大突变，因此构件及构件间连接处极易发生破坏。鉴于目前国内对重型推土机工作装置受力特性的系统实验相对较少，本文以大马力推土机横拉杆式前工作装置为研究对象，采用理论分析和仿真分析相结合的方法，对其工作装置动力学性能和结构性能进行研究，并在分析结果的基础上利用相关工程应用软件对其进行优化研究。本文的主要研究内容如下：1.概述了国内外大马力推土机和结构优化研究的发展现状和推土机前工作装置演变过程，并针对本文研究对象——横拉杆式前工作装置指明优缺点；此外还概述了该方面的发展现状。2.理论分析阶段，首先确定带有横拉杆的前工作装置的各项已知参数，包括构件尺寸、连接点位置、铲刀切削角、提升油缸所能控制的推土板的最大提升高度和最大下铲深度、铲刀侧倾角等。其次对整个前工作装置的结构特性和运动特性进行分析，分析包括推土板提升和侧倾两个典型工况，得出在最大下铲深度、最大提升高度和最大侧倾时推土板的横向摆动及提升油缸长度。推土板左角点突遇载荷工况的受力分析得出：横拉杆、顶推梁、横拉杆与推土板连接球铰、顶推梁与履带架连接球铰处的应力较大位置，并建立前工作装置的数学模型。3.根据优化目标初步设定优化方案，确定优化类型为多维非线性优化；选择优化算法为SQP算法；设计变量为横拉杆与推土板连接铰点C的空间位置；约束条件各构件的强度、提升油缸长度限制等，并设置相应的优化目标函数为横拉杆和顶推梁危险截面应力加权最小；和相应约束条件。通过在MATLAB优化工具箱中搜索到局部最优点。4.仿真评价分析主要是针对原模型和优化模型中横拉杆和顶推梁的刚柔耦合分析，建立两构件的柔性体模型，导入ADAMS中完成刚柔耦合模型的建立，之后设置相应的仿真参数，并对两模型进行仿真分析。通过原模型和优化模型的仿真分析结果对比证明：优化方案有效，即横拉杆和顶推梁危险截面应力加权值降低，且两构件危险截面应力也得到了不同程度的降低，并可以为实际设计、优化和生产提供一定的参考依据。