数控机床是国家装备制造业的基础装备和典型代表,车铣复合加工中心作为高精密数控机床,其加工精度和效率与机床本身的静态特性和动态特性相关,研究车铣复合加工中心的静动态性能有着重要的意义。本文以DTM-B70车铣复合加工中心为例,在有限元分析方法的基础上,建立车铣复合加工中心各支承件的性能评价指标,基于性能评价指标完成机床各结合面等效,分析机床的静态特性和动态特性,找到机床静动态特性下的薄弱支承件,对薄弱部件进行拓扑优化、结构再设计和参数优化,改善薄弱部件结构性能。论文主要研究内容如下:（1）介绍了DTM-B70车铣复合加工中心主要切削参数和功能支承件;分析了机床主要切削工况,分别计算了机床在车削工况、铣削工况和极限工况条件下的切削力;完成了车铣复合加工中心整机建模和结构简化。（2）基于有限元静力学分析理论,从支承件变形对工件加工精度产生影响的角度出发,提出机床各支承件性能评价指标;建立机床支承件的结合面等效模型,对几何模型进行简化处理;利用ANSYS APDL对机床整机进行静态特性分析,通过整机物理模型约束和载荷等效,对机床典型工况中的车削工况和铣削工况进行计算;分析各结合面和支承件对机床功能点的影响比重,找到机床静态特性分析下的薄弱环节。（3）在结构动力学分析理论的基础上,利用ANSYS APDL对机床主要支承件进行模态分析,计算得到各支承件前十阶固有频率;经过机床整机的模态分析,得到机床整机的主振型及固有频率,分析支承件对整机模态计算结果的影响;通过模态叠加法完成整机的谐响应分析,根据谐响应分析结果,掌握在切削激振力作用下机床整机的抗振性能;通过模态分析和谐响应分析辨识出机床动态特性分析下的薄弱部件,结合机床静态特性分析结果,确定机床静动态特性下的薄弱支承件。（4）通过建立支承件拓扑优化和参数优化数学模型,利用Hyper Mesh对机床支承件进行拓扑优化,得到支承件在多目标工况优化条件下的结果;基于多目标拓扑优化结果,对机床薄弱环节立柱进行结构再设计;根据利用ANSYS Workbench目标驱动优化模块对再设计后的立柱进行参数尺寸优化,确定得到最优结果,将立柱优化设计方案与原设计方案进行对比分析,得到相对于原立柱,优化后的立柱质量下降了9.4%,最大变形下降了8.1%,一阶固有频率增加了19.3%,立柱结构优化结果良好。