近年来,在建筑工程领域内液压挖掘机已经得到越来越广泛的应用,然而如何减小燃油消耗、减轻重量且提升产品的安全性能,是每个厂商为提升市场竞争力所需要解决的难题。在产品的研发设计阶段,对所研究的对象运用拓扑优化技术进行结构分析以及仿真计算能够有效的改善产品的设计、缩短研发周期,从而实现预期目的,而且目前针对挖掘机斗杆结构的优化设计较少。鉴于此,本文以轮式液压挖掘机折叠式工作装置斗杆作为研究对象,对斗杆结构进行分析和优化设计。论文阐述了挖掘机工作装置优化设计的现状和结构优化的方法,介绍了挖掘机折叠工作装置斗杆的结构和工作特点。基于挖掘机工作装置的设计要求和斗杆的工作特点,研究并选取了斗杆的两种危险工况,以工程力学为基础,全面分析并建立了两种危险工况下斗杆各铰接点的数学模型,计算出斗杆在两种危险工况下的载荷。建立以斗杆结构的柔度最小为目标函数,优化后剩余体积为约束函数的拓扑优化模型,将在UG中建立好的斗杆三维模型导入Hyperworks中,运用Hyperworks软件对斗杆进行了拓扑优化计算。根据零件的可制造化处理准则对得到的优化结果进行了可制造化处理,获得一个结构更合理且性能更佳的新斗杆。最后,将以上研究获得的斗杆结构放到ANSYS中进行静力学分析,验证了优化结果的正确性和可靠性。论文对优化前后斗杆的重量进行了对比,结果显示优化后斗杆的重量减轻了7.53%,实现了斗杆轻量化目的。论文最后通过分析斗杆的局部应力,对斗杆的结构提出了进一步改进建议。本文的研究过程及成果为企业的其它产品改造和优化提供了参考和指导,解决了企业所面临的实际问题,更重要的是说明了如何利用拓扑优化方法对挖掘机斗杆进行轻量化设计,为开发其它型号的同类产品提供了新的设计方法,能有效的促进企业产品设计水平提高。