本文阐述了国内外起重机行业的发展状况、发展动态及起重机械在现代制造业中的重要作用。通过对龙门起重机现状的研究,针对国内龙门起重机箱形主梁存在的偏重,耗材多,成本高等缺点,对主梁进行了力学分析和优化设计。作者以甘肃省定西起重机厂生产的20t龙门起重机为对象进行了研究,在掌握大量实际生产应用的基础之上,用APDL语言以及参数化技术建立了龙门起重机结构的有限元参数化模型。这种建模方法在有限元分析过程中方便、快捷,特别是对模型的修改以及再次计算,不容易出错。本文研究了20t龙门起重机结构的静态和动态力学特性。通过静力学分析,确定了载荷位于梁中、梁端两种位置的危险点,并对主梁的强度和刚度进行了校核;结合有限元参数化模型,对主梁进行了模态分析,提取了前10阶固有频率、主振型及振型图,对其结果进行了分析。在模态分析的基础上,通过谐响应分析,得出龙门起重机在受外界激励作用下各阶危险频率的变形情况,为设计提供了依据。本文还对20t龙门起重机突然起吊的动载情况进行了瞬态分析。以主梁跨中满载时的轮轨接触点为基点,进行衰减振动分析,获得了龙门起重机突然起吊的瞬态动力响应,包括主梁垂直位移、垂直速度、垂直加速度与时间的响应曲线,得出衰减时间值,符合设汁规范的衰减时域。用有限元软件ANSYS为工具,对主梁做了受力分析和优化设计,优化后的主梁截面尺寸更加合理。经过优化的设计,减少主梁材料为12.4%,从而可以使主梁重量得以减轻,降低了制造成本。