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染缸的碟形封头对筒子染色机使用的安全可靠性有着极其重要的影响。以筒子染色机染缸碟形封头为研究对象，采用ANSYSWorkbench软件对其进行参数化建模和有限元分析；通过灵敏度分析得到了影响其等效应力和总变形的关键参数，利用实验数据法和多目标驱动优化方法对封头的结构尺寸进行优化设计；建立考虑应力和变形相关性的可靠性计算模型，运用6西格玛设计准则和拉丁超立方体抽样方法，得到了最大等效应力和最大总变形的概率分布，得出了优化前后封头的可靠度，并且优化后可靠度有明显提高。