结构优化设计能大大提高设计效率同时也能保证设计质量,具有重要的工程意义和广泛的应用前景。本文结合实际工程项目,对汽车柔性焊接工装关键部件进行了结构优化设计,在此基础上对其进行了总体结构设计。本文主要研究内容和创新性工作如下:1)对汽车柔性焊接工装进行需求分析,并结合其工作原理,确定了汽车柔性焊接工装中滑行传动和升降传动方案。在此基础上对驱动元器件、传动元器件等进行了选型计算。最后对汽车柔性焊接工装悬臂部件进行了初步的结构设计。2)以汽车柔性焊接工装中的升降臂为研究对象,在概念设计阶段考虑其多种承载工况和动态振动频率要求来确定升降臂结构。运用折衷规划法定义柔性焊接工装实际运行工况下的综合目标函数,提出一种基于DEMATEL确定各工况和动态振动频率权重系数的方法,并将其应用于升降臂结构的多目标结构拓扑优化设计。依据优化结果设计了升降臂,同时比较了根据设计经验和基于正交试验定义权重系数两种方法得出的优化结果。3)以汽车柔性焊接工装中的托架为研究对象,对其进行基于响应面法的轻量化优化设计。通过试验设计选取了一组样本点,在此基础上构建了托架位移、最大应力和质量的响应面模型,并对响应面模型的拟合情况进行了精度分析。最后优化求解得到托架目标函数的Pareto最优解。4)对优化后的升降臂和悬臂装配成悬臂部件,建立了悬臂部件的有限元模型,对其进行了性能校核。在此基础上对汽车柔性焊接工装关键结构进行详细设计,建立了汽车柔性焊接工装的三维模型。