起重机械是现代化生产中非常重要的辅助工具设备,广泛应用于生产活动中的各个领域。双小车桥式起重机作为一种新型起重机械,主要用于起吊大跨度重物的工作场合,具有充分利用桥架下空间、运行平稳、安全性和工作效率高以及使用简便等优点。主梁作为起重机的主要元件,对其整体安全性和经济性起决定性作用。目前主梁普遍存在结构笨重、材料浪费等问题,严重影响双小车桥式起重机的发展和应用。本文以双小车桥式起重机的组合型主梁(钢板与工字钢)为研究对象,基于有限元方法对其进行结构分析和优化设计,并完成软件开发,具体工作主要有：(1)建立三维参数化模型,并对主梁结构进行有限元分析。基于参数化设计思想,建立主梁结构的三维参数化有限元模型,通过简单的参数控制实现快速建模；开展起重机在负荷下的试验研究,验证参数化模型；利用参数化有限元模型,对主梁进行不同工况下的静力分析,并运用弧长算法和非线性稳定算法,预测主梁结构的极限承载能力,通过上述有限元分析确定主梁承载裕量；(2)基于有限元分析结果,运用ANSYS-APDL语言及其优化设计模块,对主梁结构进行优化设计。以主梁自重轻量化为目标,以满足结构强度和刚度要求为约束条件,利用所建立的参数化模型,采用不同优化算法,对组合型主梁进行优化设计；优化结果表明在既定的安全裕量下结构的承载能力能够得到更好发挥,主梁自重减轻,且强度和刚度仍满足要求；(3)整合研究成果,开发完成“双小车桥式起重机主梁结构分析与优化设计平台”。基于MATLAB软件的图形用户界面开发环境,建立人机交互界面,通过在界面内对ANSYS软件的调用,实现主梁的参数化建模、极限承载能力预测和优化设计,并最终形成可独立运行的二次开发软件,为同类型起重机主梁的结构分析和优化设计提供操作简捷的软件平台。上述研究工作为不同类型起重机的主梁结构优化设计提供了理论和技术参考,对于提升轻量化设计水平和保障其安全、高效运行具有重要意义。