复合加工中心以高速度、高精度、高效率为特征,大幅降低加工成本,从而成为现代数控机床发展的主要方向。直驱摆头动力刀架是立式铣车复合加工中心的关键功能部件,其结构和动静态性能直接影响到加工工件的精度和效率。本课题来源于“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项中的子课题之立式铣车复合加工中心的研制(项目编号：2010ZX04001-032)。直驱摆头动力刀架的研制是立式铣车复合加工中心研制中需要解决的一个问题。本文采用有限元方法研究了直驱摆头动力刀架的静态特性和动态特性,并对直驱摆头支架进行了拓扑优化。本文研究的内容包括以下四个方面：1.采用有限元方法建立直驱摆头动力刀架的有限元模型,并运用ANSYS软件对直驱摆头动力刀架进行静力分析,得到其在静力作用下的最大变形量。2.采用有限元方法分别建立直驱摆头动力刀架在车削工况和铣削工况下的有限元模型,对其分别进行模态分析,得到直驱摆头动力刀架在两种工况下的固有频率和振型。3.对直驱摆头动力刀架进行谐响应分析,得到直驱摆头动力刀架在简谐力作用下的振动情况。4.对直驱摆头支架以其第1阶固有频率最大化为目标、密度为变量、体积比为约束条件进行拓扑优化。