木材是一种天然、环保、绿色的建筑材料,抗震性好,便于设计,在拉压荷载下具有显著的承载能力以及较小的自重,这使得木材结构在日常生活中得到广泛应用。但随着全球森林资源的日益枯竭,如何高效合理地利用和改进木材性能,提高木材的利用率,成为了广大林业工作者的关注焦点。落叶松是我国东北区域最为常见、分布最为广泛的针叶材之一。落叶松材纹理通直,耐腐蚀,抗弯模量高,机械性能在东北区域针叶树材中为最为优良。落叶松材是绝佳的木工材料,宜于制作工程木桩、桥梁、排水管道等,也可应用于木梯、电杆、地板、木材加工等行业。本文针对M公司木梁产品出材率低的问题,选取M公司出产的落叶松木梁为研究对象,首先通过实验获取落叶松用材结构分析所需的参数,然后通过ANSYS软件对不同长度、不同高宽比的等截面矩形悬臂梁进行模拟仿真,以确定在相同载荷、相同材料、相同体积用料的条件下木梁的最佳结构,并以此为基础设计出抗弯强度更高,最大变形更小的变截面矩形悬臂梁。最后以有限元静力分析的最大应力应变值作为优化设计的约束条件,通过ANSYS软件的优化功能模块,分别采用零阶法与一阶法对落叶松木梁进行结构优化,得到最佳的木梁截面尺寸,并对余料的再利用进行了分析,从而节省了原材料,提高了木材的出材率,提升了落叶松木梁的效益,增加了M公司的经济利润。同时这些研究与探索,也为木材相关行业提供了有益借鉴和参考。