随着工业化和计算机集成技术的迅速发展,自动化立体仓库由于高速、高效和低储运费用等诸多优点得到了广泛的应用。巷道堆垛机作为自动化立体仓库不可或缺的搬运主机,其整体性能的优劣和运行周期的长短将直接影响着自动化立体仓库的运行水平。本文以昆明船舶设备集团有限公司生产的TD115型单立柱有轨巷道堆垛机作为研究对象,进行了以下几种工作：首先,经过力学计算,分析了堆垛机结构的稳定性,分别分析了主要零部件在静、动态时对立柱顶端挠度产生的影响；经过振动分析,得到了低阶的弯曲固有频率及模态振型,并分析了在一般作用力下的响应。其次,采用有限元方法,建立有限元模型进行以下分析：静态分析,得出不同载重量和不同惯性力作用下的立柱顶端位移；模态分析,得出载货台在不同位置和顶端不同约束工况下的固有频率及不同加筋板对固有频率的影响；瞬态响应分析,得到正车和倒车行驶时静止、启动加速、匀速和制动减速不同加速度工况下,立柱顶端振动位移图和底端应力分布图。再次,建立堆垛机的多体动力学模型,仿真了一个完整的存取货物的过程,得到了相应的动态响应曲线；将机架部分视为柔性体,分析在不同加速度工况下立柱顶端的振动位移；考虑堆垛机与缓冲块的碰撞,分析计算速度达到3m/s时缓冲块的刚度系数和阻尼系数,然后进行仿真得到缓冲块的变形和受力。最后,对堆垛机的样机进行了不同工况下的试验测试,得出了立柱顶端振动位移图和底端应力分布图。综合对比计算、仿真和试验结果,论文研究表明：计算和仿真的数据比试验结果要小,并在高速运行时立柱的变形呈现出了几何非线性。考虑轨道高低不平顺对堆垛机性能的影响,根据功率谱密度与轨道随机高低不平顺的关系,采用一种基于Blackman-Tukey法对轨道不平顺进行数值模拟,分析堆垛机在不同等级粗糙度和不同速度作用下的动态响应。通过对堆垛机的力学模型、有限元模型和多体动力学模型的建立,分析了正常工况和极端工况下的动态响应,拟从虚拟样机的技术得到堆垛机的整体性能。在分析的过程中,尽可能更多地考虑各种影响因素,但是,还存在很多未能解决的问题,像在高速运行情况下立柱变形的非线性问题,链条或钢丝绳这些模型的建立以及多体动力学模型中结合面的阻尼、接触刚度等参数的设置等等。