斗轮堆取料机是一种高效的连续装卸设备，在一些散料装卸的港口、矿石、煤等散料储备场所发挥着巨大的作用。俯仰结构是斗轮堆取料机的重要组成部分，其特点是自重大，外伸较长，结构和受力情况比较复杂，其可靠性、安全性不能忽视，因此在斗轮堆取料机设计时，要综合考虑其刚、强度和振动特性以确保设备在实际工作时能安全运行。依据相关技术资料，利用三维造型软件UG NX6.0建立俯仰结构的几何模型，对模型进行适当的简化处理后，导入到HyperMesh软件进行几何清理后，利用其前处理功能对结构不同位置设置适合的单元类型，并建立其有限元模型，将此有限元模型通过接口文件导入到ANSYS中，利用其求解功能完成了结构在自重载荷、正常工作、超载工作三种典型工况下的静态有限元分析，每种工况又包括了臂架处于水平、上仰至极限位置、下俯至极限位置三种工作状态，通过位移分析结果确定了结构几处关键位置的挠度，从而完成刚度校核，通过等效应力分析结果完成了设备的强度校核，还对结构的倾覆稳定性进行了分析。论文还对结构在空、满载两种状态下进行模态分析，获得其前八阶固有频率和振型，通过对比外界激励源频率和固有频率，验证结构是否产生共振，并在模态分析的基础上，运用模态叠加法对俯仰结构进行谐响应分析，进一步得到结构在头部激励作用下的幅频响应，并通过结果分析得到斗轮的安全转速范围，这些结论为设计人员了解结构的振动特性提供了依据。此外，论文还对结构的前臂架部分做出优化改进，以影响前臂架质量最大的几个尺寸因素为设计变量，在满足一定强度刚度的情况下，以其总质量最小为目标函数，利用ANSYS Workbench的多目标驱动优化技术对前臂架进行优化改进，实现结构的轻量化。