圆管带式输送机是一种新型的带式输送机，与传统槽型带式输送机相比，具有封闭运输、空间弯曲布置、双向运输、绿色环保等优点。因而受到物料运输业越来越多的青睐。圆管带式输送机的机架结构作为输送带的成型和支撑部分，其成本占到整个圆管带式输送机的三分之一，而传统的手工设计方法导致设计工作量繁重，重复度高，计算可靠度低等问题，远不能适应当今社会高质量、高速度、高效益的发展趋势。因而，本文运用有限元软件ANSYS Workbench对某焦煤用圆管带式输送机机架结构进行有限元分析，并在此基础上对机架梁进行结构优化。具体的研究主要从以下几个方面进行。分析综述了圆管带式输送机机架结构常见的机架形式、杆件截面形状、支撑形式以及杆件之间的节点连接形式等，并依据钢结构设计规范给出了某焦化厂焦煤用圆管带式输送机架的结构设计。总结国内外圆管带式输送机机架结构的计算现状，详细分析了圆管带式输送机机架梁结构的荷载分布状况和计算方法，应用结构力学和材料力学的相关知识推导出机架梁各个杆件所受内力的计算公式，进行相关杆件的设计计算，得出桁架梁结构的危险杆件，并对其采取相应的补强方案。建立圆管带式输送机桁架梁结构的三维有限元模型，通过对模型有限元计算，得出等效应力云图和变形位移云图。将有限元分析的结果与解析计算所得的结果进行比较，通过比较两者的相似度，以确定数学计算模型的合理性。此外，在有限元静力分析的基础上，对桁架梁进行特征屈曲和非线性屈曲的有限元分析，得出圆管带式输送机桁架梁稳定性的相关评价。以桁架梁结构两种型钢的截面尺寸为输入的优化变量，最大等效应力为输出变量，结构的重量为优化目标，运用ANSYS Workbench的优化设计功能分别对两种型钢的截面尺寸进行优化，并考虑到备料与安装的方便，对优化的尺寸进行工程圆整，从而得到优化的圆管带式输送机桁架梁设计方案。