El conjunto de bielas de un motor diésel de alta potencia y baja velocidad tiene alta calidad y alto costo. Si el componente de la biela se daña, toda la máquina puede quedar paralizada, lo que resulta en graves pérdidas económicas y problemas de seguridad, por lo que es necesario realizar un análisis de resistencia y optimización de la estructura, reducir la tasa de fallos y aumentar su vida útil. Este artículo toma la biela de un motor diésel de baja velocidad como objeto de estudio, construye el modelo del mecanismo de biela y manivela, y realiza el análisis de simulación de resistencia a través de software de simulación profesional. Durante este período, se obtiene la curva S-N precisa del material de la biela a través de una prueba de fatiga, y se lleva a cabo la prueba de resistencia estática del conjunto de bielas mediante una máquina de ensayo universal servoeléctrica. La modelización numérica se valida en función de los resultados de las pruebas. Por lo tanto, se analiza la influencia de los parámetros estructurales de la sección transversal y el filete de transición del extremo grande sobre el estrés de la biela. Los resultados muestran que la optimización de la coincidencia entre el filete del extremo grande de la biela y el diámetro largo de la sección de la biela no solo reduce la masa, sino que también mejora el factor de seguridad. Después de optimizar la estructura de la biela, la masa de la biela se reduce en un 5.85%, el estrés máximo se reduce en un 13.7%, y el factor de seguridad se incrementa en un 16.0%. Además, debido a que el peso del conjunto de bielas del motor diésel de baja velocidad es grande y la eficiencia de cálculo de la simulación es baja, este artículo, al estudiar la influencia de los parámetros de la sección transversal del cuerpo de la biela y el filete de transición del extremo grande sobre el estrés de la biela, ajustó la fórmula empírica para calcular el estrés máximo de la biela, proporcionando un nuevo método de análisis para este modelo y tipos similares en el diseño conceptual y el diseño tecnológico, mejorando la eficiencia de la optimización estructural y el análisis de resistencia del conjunto de bielas, y llenando el vacío de investigación sobre el análisis de resistencia y la optimización estructural de la biela del motor diésel de baja velocidad.