为有效地解决煤矿“三下”压煤开采和煤矿开采过程中出现的环境问题,本文选择ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架夯实机构进行研究,夯实机构是区别于一般液压支架、膏体和高水充填液压支架的关键设备,研究夯实机构的受力和强度对固体充填液压支架充填特性的研究具有重要的意义。首先,根据支架和夯实机构的结构特点和工作原理,对夯实机构进行力学特性和工况分析,分析表明夯实机构在工作过程中对支架的整体稳定性没有影响。之后利用Solidworks建立ZZC8800/20/38型液压支架夯实机构的三维模型,对夯实机构在不同工况下进行有限元分析,确定各个工况应力集中位置和位移变形最大位置。其次根据有限元分析结果,利用ANSYS Workbench软件对夯实机构进行拓扑优化和尺寸优化,拓扑优化后去除了一级夯实梁内主筋强度冗余部位,对一级夯实内主筋和主筋之间的筋板进行修正,去除一级夯实梁耳座连接板下部材料冗余部位;尺寸优化后,夯实机构最大应力增大百分比为1.6%,最大位移减小百分比为7.8%,质量减小189.8 kg,夯实机构的最大位移得到了降低,同时实现了夯实机构的轻量化。之后对优化前后的夯实机构进行了疲劳分析对比,优化后的夯实机构疲劳寿命得到了延长,安全系数得到了提高。最后对夯实机构与底座连接点高度的极限位置进行分析,并以此为优化范围对其连接点高度进行优化,得出最优方案,并对优化结果进行验证,结果表明优化可行。