船舶工业新的发展趋势,对船体加工设备提出了更高的要求。移动回转压头造船液压机是船体建造过程中广泛使用的船体板材冷成形设备,由于第一代移动回转压头框式液压机(即移动回转压头造船液压机)在主机结构和性能及可靠性方面仍存在的缺欠,本论文结合稳健设计、有限元分析等先进设计方法,对移动回转压头造船液压机功能部件进行结构改进和稳健优化设计,以期提高新一代造船液压机的强度、刚度和使用性能。本文的主要内容如下:1)阐述国内外船体板材成形液压机设备发展现状、稳健设计方法发展和应用现状、液压机设计技术的研究现状;简述课题的提出和研究意义,以及论文的主要研究内容。2)介绍液压机设计的一般流程、分析性稳健设计方法的基本原理、过程及相关技术,探讨如何在液压机设计过程中应用稳健设计方法。3)根据用户需求和船体板材成形工艺需要,确定液压机的结构形式,介绍移动回转压头框式液压机成套装备(也即造船液压机)成套装备的总体方案,包括成套装备的组成、主机机械部分、主机液压部分、主机电气部分等的总体方案,分析液压机主机的设计任务。4)按照常规设计方法对液压机的主油缸部件进行初步设计和缸体的强度校核,并对主油缸部件初步设计结果进行有限元仿真、结构改进。采用近似模型技术,通过有限元仿真正交试验,拟合出缸体易损部位的应力和总变形与结构参数之间的近似函数;然后以主油缸缸体的疲劳寿命和质量为功能需求函数,强度和刚度为约束,建立方差稳健优化模型并进行求解,最后对稳健设计结果进行验证。5)通过分析上压头回转盘自动锁紧机构的工作原理和功能需求,以锁紧机构碟簧组的轴向力为功能需求,疲劳可靠性为约束建立碟簧的稳健优化模型,得到稳健设计优化解。优化结果使锁紧机构碟簧组的性能及性能稳定性、碟簧疲劳可靠性均有显著提高。