液压挖掘机是土石方工程的主要施工机械,广泛应用于国民经济中能源、交通、水利水电工程、农田改造、矿山采掘、城镇建设,以及现代化军事工程等机械化施工中。在我国挖掘机行业中,由于新产品开发周期长、设计手段落后,生产企业主要依据经验及类比的方法来进行设计,再通过样机试验来发现问题,导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。而现在有限元结构分析技术和虚拟样机技术应用的发展为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。工作装置是液压挖掘机最重要的部件之一,其动态特性直接影响整个挖掘机的工作性能,因此本文主要针对挖掘机工作装置的结构特性了进行研究分析。本文阐述了国内外液压挖掘机的研究现状和发展趋势,依据液压挖掘机设计图纸在大型三维、造型软件Pro/E中构造了工作装置的三维实体模型,利用Hypermesh软件对其进行网格划分,再导入到大型有限元软件ANSYS中,对工作装置的几种最危险的工况进行了有限元计算,同时结合实际产品进行强度试验,对分析结果进行验证,并对现存设计提出了改进意见,以提升产品的设计水平。本文还对液压挖掘机工作装置进行了模态分析,得出了其振型和频率,为防止共振提供了参考。此外,本文利用ADAMS软件对液压挖掘机的工作装置进行了运动学和动力学仿真分析,通过运动学分析,得到了最大挖掘半径、最大挖掘高度和最大挖掘深度等基本作业参数,为设计提供了重要的参数。本课题的研究、实践表明,采用计算机辅助设计和有限元分析方法、多体动力学仿真方法对大型复杂机械进行设计、开发是一种快速有效的方法,在缩短产品开发周期,减少开发投入方面可起到十分明显的作用。