液压机作为一种重要的锻压设备在机械制造行业中占有重要地位，其发展状况在一定程度上反映了一个国家的工业制造水平。目前，随着有限元方法的推广使用，采用成熟的大型通用有限元分析软件进行液压机的结构设计已成为一种趋势。但是，目前的液压机有限元分析方法还主要集中在针对单一产品的设计上，缺乏系统性。本文以ANSYS有限元分析软件为平台，以 APDL 语言为工具，建立了一个附着在 ANSYS 上的液压机结构设计软件系统。该设计系统可直接用于企业的产品设计，能够实现液压机结构设计的高效性、简捷性和准确性，具有工程实际应用价值， 本文主要的研究内容和结论有： ①结合液压机结构设计特点，提出了三维十节点等参单元SOLID92的有限元分析算法和子问题优化、梯度优化算法。为液压机结构有限元分析和优化设计系统的建立奠定了理论基础。 ②以系统工程的观点为指导，以产品知识库的建立为支撑，阐述了液压机结构有限元设计系统的基本框架构成。提出了可变模块化和参数化相结合的几何建模新方法，提高了有限元设计分析的灵活性和通用性。 ③从程序结构的角度出发，介绍了液压机结构有限元设计系统的菜单、参数输入、ANSYS前处理、ANSYS后处理和优化设计、软件帮助系统各组成部分的功用、内容和基于 APDL 的程序实现方法，并对上述各组成部分进行了软件封装，使之成为一个能在ANSYS环境下工作的小型应用软件， ④以某型三梁四柱式单缸液压机上横梁为例阐述了有限元设计系统的具体建立过程和步骤。并应用该设计系统对该上横梁进行了有限元分析，得到了正载、x向偏载和z向偏载下应力、变形分布规律；同时运用该设计系统对上横梁结构进行了优化设计，得到了最优化的设计结果，并以此结果对上横梁进行了结构重分析。以上结果与实际情况吻合较好，验证了开发的设计系统的可靠性和可行性。 ⑤针对目前三梁四柱式单缸液压机上横梁偏载施加不够准确的问题，推导了偏载情况下载荷分布的方程式，并将该方程式所代表的载荷分布规律融入到了有限元设计分析系统之中，实现了在ANSYS中用程序的方法在模型上施加偏载，较真实地反映了载荷在上横梁受载环面上的分布情况，为液压机偏载情况的处理提供了一种新方法。