针对现有船用大型拖缆机结构优化问题，采用多目标拓扑优化方法对大型拖缆机机架进行概念设计。拖缆机机架的优化目标主要有重量、刚度、固有频率3个方面，分别求得各个目标的最优解和最差解，并且利用折衷规划法求出目标函数，实现了复杂工况下的拖缆机机架结构的多目标拓扑优化。经过优化后的拖缆机机架在质量、刚度和固有频率各方面都得到了一定程度的改善。优化结果表明了基于动态和静态的多工况多目标拓扑优化方法在海工装备设计过程中的实用性，为海工装备的结构优化设计提供了理论参考。