家电产品每年由于包装不善造成巨大的经济损失，本文运用包装设计五步法，以家电产品中的储水式电热水器为包装对象，聚苯乙烯泡沫为缓冲包装材料，进行缓冲衬垫结构设计；并使用有限元软件ANSYS Workbench对衬垫进行仿真分析。为了省材，根据静力分析的结果对衬垫进行了改进设计和结构优化设计。首先，根据电热水器的结构与材质特点，分析其受损的主要形式，并在其易损性分析的基础上确定了脆值；其次，根据流通环境中的条件要求及设计缓冲衬垫的相关理论知识确定了衬垫材料，并计算了衬垫结构的相关尺寸；最后设计了原型衬垫的结构。在Solidworks软件中建立了电热水器和缓冲衬垫的三维结构模型图，运用有限元知识对设计的缓冲衬垫进行了静力分析与跌落分析，得到了其变形、应力及应变云图。分析各项结果发现，衬垫在水平堆码下的三种放置情形中，反向放置时应力应变最大，正常放置时应力应变最小；并且衬垫在竖直堆码条件下的各项力学性能要优于在水平堆码条件下的力学性能，主要原因是不同情况下衬垫的受力面不同；对比分析衬垫在这两种堆码条件下的计算结果，发现衬垫及电热水器结构强度都在安全范围内，说明设计的缓冲衬垫是安全合理的。为使缓冲衬垫的结构更加省材，对衬垫结构进行了轻量化设计，并在一定约束条件下对轻量化设计方案进行了优化设计，得到了一组最优的改进结构参数；然后根据这组最优设计参数对衬垫重新进行了建模和计算，获得了优化后衬垫结构的力学性能参数。通过对比优化前后的仿真结果发现，优化后的衬垫结构质量更轻，结构更合理，能够有效的吸收外界传递到电热水器上的能量。这种基于省材的轻量化设计及优化方法不仅适用于电热水器缓冲衬垫，同时也为其他家电类产品的缓冲包装研究提供借鉴意义。