作为一种典型的工程机械,轮式装载机具有操控简单,作业灵活,工作效率高等特点,广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程。装载机后桥摆动架总成位于后车架和后桥总成之间,起到支承后车架及其它部件的作用。当装载机在不平路面上工作时,可使后桥两个车轮同时着地,并使车架和驾驶室在后桥摆动时能保持正常水平位置。摆动架的承载性能对整车可靠性非常重要。针对某钢厂装载机存在的摆动架断裂失效问题,本文综合应用有限元分析、疲劳仿真、应力测试、拓扑优化等方法,完成了装载机摆动架的拓扑优化设计并应用,形成了一套轮式装载机摆动架理论计算、仿真分析、优化设计和应力测试的方法。论文的主要研究内容包括:研究分析了轮式装载机在钢厂工作的实际工况,并选取3种典型作业工况进行后桥总成和摆动架前、后壳体的受力分析。应用HyperWorks软件对前、后壳体进行静力有限元分析,运用ANSYS软件进行摆动架前壳体疲劳仿真分析,并与损坏部位进行对比。根据损件状况和有限元分析及疲劳分析结果,模拟实际工况进行摆动架关键点位应力测试,得到前进整地工况下前壳体不合格点位和高应力区,验证了有限元分析的有效性。应用理论计算和HyperWorks结构拓扑优化方法,完成前壳体的优化设计,静力仿真分析、疲劳分析和应力测试分析结果都表明改进后的前壳体强度及疲劳寿命都满足客户需求。本研究综合应用了理论分析、有限元静强度分析和疲劳仿真、优化设计及测试验证的方法,实现了装载机摆动架前壳体的优化设计,该优化设计的方法可用于装载机后桥壳等其它类似零件的设计,缩短研发周期,降低研发成本。