齿啮式快开结构是通过外力将炉门盖或者卡箍移动一些距离或者旋转一定角度达到方便开启功能的一种装置，应用广泛，适用于各种压力容器。本文研究的齿啮式快开结构用于粉末冶金的高压烧结炉，这种结构形状多样、受力复杂，目前我国并没有出台相应的国家标准，它的设计方法较保守，材料浪费较大。本论文分别采用解析法和数值计算法对齿啮式快开结构进行强度校核和优化设计，此外，齿啮式快开结构承受循环载荷，在结构不连续区域容易产生塑性变形，因此本文针对数值计算方法后的优化结构还进行了弹塑性分析。首先建立齿啮式快开结构解析计算的力学模型，参考日本标准《JIS B8284-2003压力容器用快速闭塞物》，利用数值分析软件MATLAB对该结构进行解析计算及强度校核，寻找优化空间。其次建立齿啮式快开结构数值计算的有限元模型,依据JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认），借助有限元软件ANSYS对齿啮式快开结构进行数值计算、强度校核和疲劳评定，寻找优化空间。然后依据MATLAB解析计算和ANSYS数值计算的结果，采用MATLAB软件针对快开结构的力学模型进行综合尺寸优化，得到优化结果；采用有限元软件ANSYS对该结构的有限元模型进行综合尺寸优化，得到优化结果。将两种不同优化方法得到的结果进行对比，得出结论。最后对优化后的有限元模型进行弹塑性分析。求出优化后模型的极限载荷；再对该模型进行安定性分析。