最近几年来,我国不断地加强现代化建设,城市化进程日益提高,但城市人口的持续增长使得生活垃圾的产量急剧增加,国内外在处理城市垃圾方面一般采用建立垃圾中转站为主要方式,其中垃圾压实装置是中转站最为重要的结构。它主要包括站内钢结构、垃圾压实器和垃圾箱体等部分,这些设备关系着垃圾的压实程度和整个工艺流程的稳定性。本课题来源于大连市科技计划项目(2010E14SF148)和大连市经信委项目(2009-3-215-jw-cxyhz)等。根据多地考察的垂直式垃圾中转站压实装置的结构和数据,对其模拟仿真,并进行结构的优化设计,使得新型结构提高压缩效率、减少运输成本。具体的工作如下所述：(1)垂直式垃圾压实器压头的形状优化。提出了圆形、方形、推铲形和楔形四种压头形式,分别建立了四种压头的垃圾压缩有限元模型；根据分析结果提出了能够反映垃圾压缩性能的压头形状优化目标,给出了基于加权平均法的综合评价方案,最终得到圆形平压头为最优压头形状。此结果与现有垂直式垃圾中转站内压实器压头形状相一致,并且为压实器结构的优化提供了有力的依据。(2)垂直式垃圾压实器内部结构的拓扑优化。根据压头形状优化结果,建立了圆柱形压实器的有限元模型；并利用变密度法原理对其进行拓扑优化,根据优化后得到的材料分布云图,设计出一种新型压实器结构。将现有的压实器结构与新型结构分别进行有限元分析,对比得知新型压实器工作时产生最大应力和应变较小,质量也相对减少了23.5%(1643.08kg)。(3)站内钢结构框架疲劳寿命分析与优化设计。针对压实器静止在泊位上以及压实器以最大压实力压缩垃圾这两种工况,建立了垃圾中转站中的钢结构框架的有限元模型,将有限元分析结果导入到FE-Safe软件,对钢结构进行疲劳分析。根据分析结果对钢结构进行改进,优化后的钢结构与之前结构相比,最大重量减少了213.23kg(1.6%),而寿命则由原先的4.97年提高到了11.71年,在保证安全强度的同时延长了结构的工作年限。