以现代有限元方法和模态分析理论为支撑的现代设计方法,己经成为现代机床设计发展的必然趋势。激光切割机床是现代加工行业中不可或缺的机床,具有广阔的市场前景,这就要求设计的机床具有合理的结构和优良的动、静态性能。激光切割机床大臂是激光切割机床主要的承载构件,其结构的静、动态性能直接影响着该机床的加工精度,所以必须保证大臂的工作性能满足设计要求。论文用三维实体建模软件Pro/E建立了激光切割机床大臂的实体模型,然后利用Pro/E和有限元分析软件ANSYS的交换接口,将实体模型导入到ANSYS中,对大臂进行静、动态分析。根据静力分析得到的大臂应力和位移云图,得出结论:激光切割机床大臂的设计强度、刚度存有很大盈余。通过模态分析找到大臂薄弱之处,并进行改进。最后利用有限元分析方法和最优化理论,对激光切割机床大臂优化设计,得到大臂的合理结构。经过验证,优化后的大臂满足设计要求,节省了部分材料,降低了生产成本。本论文的研究方法具有一定的工程实用价值和较广的适用性,对同类大型结构的设计和优化有重要的借鉴作用。随着课题的深入展开,其优越性和实用性将得到更充分的体现,展示出此研究非常广阔的应用前景。