混凝土作为当今社会最大宗的建筑材料之一,工程中对其质量的要求越来越高。根据需求批次和性能要求的不同,混凝土搅拌设备有强制卧轴式和立轴行星式等多种结构形式。其中使用最为广泛的是强制式双卧轴混凝土搅拌主机,其因工作可靠、生产效率高、适合与搅拌站集成等特点而受到市场青睐；随着混凝土卧轴搅拌技术的发展,如今一些新型的搅拌主机开始出现,例如螺带式搅拌机、螺旋轴式搅拌机等。论文以新型混凝土单螺带搅拌主机为研究对象。分析了该主机内部搅拌机理和混凝土流变特性,对影响搅拌机功耗的关键参数：螺带螺旋升角、搅拌筒长宽比、搅拌臂排列形式和搅拌转速等进行了分析,获得螺旋升角与搅拌筒长宽比之间的数值关系以及各参数参考取值范围,并结合某单位JS型双卧轴主机结构数据,建立了相应的单螺带搅拌主机三维模型。利用CFD软件对单螺带搅拌主机搅拌流场进行数值分析,采用非定常多相流模拟搅拌流场物料混合过程。通过对搅拌流场紊流情况、速度变化情况和示踪剂浓度分布情况的分析,最终获得单螺带搅拌主机的最合理参数；最合理螺带螺旋升角为27.5°,从而决定了最佳的搅拌筒长宽比为0.78,搅拌线速度为1.76m/s。这种通过搅拌流场的数值模拟可观测整个混合过程的物料流动状况,为搅拌主机参数的设计提供了一种可视化和数字化的优化方案。基于混凝土搅拌流场数值模拟优化后的参数方案,对单螺带搅拌主机三维建模进行了改进。通过有限元法对搅拌臂进行静力学分析,利用Workbench软件中的DOE模块对其进行优化设计,最后获得搅拌臂质量减轻8.6%的优化效果,该结论对目前用量极大的搅拌臂而言具有重要的经济意义；对单螺带搅拌装置进行动力学模态分析,获得其六阶固有模态,为单螺带主机的工作运转提供了避免整个共振的参考数据。