针对某电站水轮发电机上机架在运行中出现的裂纹情况，采用有限单元法，运用I-Deas分析软件，建立了上机架的有限元模型，通过分析得知原结构的最大等效应力值已超过材料的屈服强度，其应力值出现部位与实际裂纹产生的位置完全吻合；根据第四强度理论可判别，原结构设计强度不足导致了此上机架在运行中裂纹的产生；结合上机架在现场的实际布局，对原上机架结构进行多个方案的优化对比分析，最终确定对出现高应力区的部位进行局部优化改进；结果表明，上机架的最大等效应力值在材料的强度安全范围之内，并且最大位移值也较原结构也有所改善，即优化分析后的上机架结构在强度和刚度上均有所提高，为尽快恢复电站的正常运行赢得了宝贵的时间，最大程度地降低了用户的经济损失，同时也为以后类似的水轮发电机上机架结构设计提供了一定的工程技术参考经验。