计算机技术的快速发展使得有限元分析在机械设计与研宄中得到了广泛的应用。在机床设计与制造领域，运用计算机动力学仿真与CAE技术可以在机床开发试制之前对其零部件的工作情况和各项性能展开分析，通过与有限元方法的结合有效地对机床性能进行分析与优化。本文以影响超硬工具磨床整体刃磨精度旳大型部件磨床床身为研究对象。运用CAE和有限元方法对床身进行静态结构与动态特性的分析并对其内部结构进行优化。在使用CAD软件Solidworks对床身进行实体建模后将模型导入计算机辅助软件Ansys Workbench进行有限元分析。在静态分析过程中对床身进行了受力分析与载荷计算。经过运算，最终得到了床身结构的位移云图与应力分布云图，分析了床身在极限加工条件下的最大位移与应变情况。在对床身进行模态分析过程中，对其前八阶模态振型进行描述，分析了床身的最大振型产生的原因得到了床身工作时整体薄弱环节，从而为实现对磨床床身的结构优化提供了有价值的理论依据。在对床身进行结构优化过程中，根据其自身特点，通过静动态特性综合考量决定将原有米字型筋板改为十字型。随后对影响床身性能的结构参数：床身侧壁厚度，筋板高度，筋板厚度进行固有频率灵敏度分析，适当地降低了三项结构的参数值，并在床身最薄弱部位添加两条加强筋。再次进行性能分析并与改进前进行对比，发现其静态特性中，床身总体变形量以及各个方向变形量均有所增加从而降低了床身的刚度，但其动态性能则保持较好，因此在拓扑优化中，着重对提升床身结构刚度进行优化设计。全文通过有限元方法的设计与优化，最终得到了既保证整体刚度与结构性能，又降低自身重量、节约建造成本的床身结构优化方案。