La válvula de múltiples vías es el elemento de control central del sistema hidráulico en maquinaria de construcción, como las excavadoras. Su compleja estructura interna, especialmente los canales de flujo, impacta significativamente en la eficiencia y fiabilidad de la máquina. Este estudio se centra en el canal de flujo del brazo de las válvulas de múltiples vías de excavadoras y establece un modelo de simulación de acoplamiento de campos multifísicos. Proponemos seis parámetros estructurales clave del canal de flujo y analizamos los cambios en el campo de flujo de la válvula, el campo de temperatura y el campo estructural utilizando datos de simulación de pruebas ortogonales. El método de análisis de rango identifica las influencias primarias y secundarias de los parámetros estructurales sobre la pérdida de presión, la temperatura, el estrés y la deformación. Se desarrolló un modelo de optimización multiobjetivo utilizando una red neuronal y el Algoritmo Genético de Clasificación No Dominada II (NSGA-II), con la pérdida de presión y el estrés máximo como objetivos de optimización. Se calculó el conjunto de soluciones del frente de Pareto para los parámetros clave del canal de flujo. Los resultados de la optimización mostraron una reducción del 9.0% en la pérdida de presión y una reducción del 40.7% en el estrés máximo. Un banco de pruebas verificó el modelo de simulación, logrando precisiones de predicción del 94.8% para la pérdida de presión en el área de entrada y del 92.3% en el área de retorno. Este método puede proporcionar una referencia para el diseño óptimo de las características dinámicas de las válvulas de múltiples vías de alta presión.