家用救生舱是一种应用于家居环境的应急避险设备,具有良好的结构强度、抗冲击能力、密封性以及隔热保温能力,能够抵抗重物冲击,隔绝有毒有害气体,形成安全有效的生存空间,保障内部避险人员的生命安全,降低火灾、地震等突发事故造成的人员伤亡。舱体结构是家用救生舱的骨架,其他部件和内部设备都必须依附之上,是承受外部载荷的主要部件,直接影响着整体的结构强度,对其研究有着重要意义。有限元法是通用的数值计算方法,广泛用于解决各种工程仿真问题,是产品设计和工程分析的重要工具和手段。参照矿用救生舱的通用技术条件,初步设计了4种舱体结构方案,运用有限元方法,建立相应的有限元计算模型,对每种结构进行静载仿真分析,选取强度较好的方案作为舱体结构,进行后续的分析与优化。模拟实际情况,对舱体进行冲击载荷分析,包括重物坠落对舱体结构造成的冲击,以及舱体跌落对自身造成的冲击,研究分析舱体结构的抗冲击能力。在结构分析的基础上,针对影响舱体结构强度的多个因素进行多目标优化,得到一组最优解,据此重构舱体模型,重新进行静载分析,并与优化前作对比。依据拓扑优化理论,对舱体前端面及舱体中段进行拓扑优化设计,得到内部加强筋的合理布置,进一步提升舱体结构性能,为家用救生舱的结构设计和优化提供参考。