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本文以加工中心立柱为研究对象，建立有限元模型、进行了静力学和模态分析，并通过模态实验验证了有限元模型的正确性。在此基础上，得到优化设计需满足的动静态性能指标。在前四阶固有频率和安装尺寸的约束下，建立了立柱拓扑优化数学模型，通过迭代计算得到用于指导结构优化的密度云图，并对优化结果进行了可制造化处理和动静态仿真分析。结果表明，立柱的质量较原设计减轻，实现了结构的轻量化设计。