立体仓库是一种集信息、储存、管理于一体的高技术密集型机电化产品。堆垛机是其关键设备,而伸缩货叉是堆垛机存取货物的关键装置。本文以太原刚玉物流工程有限公司生产的单立柱巷道式堆垛机货叉为主要研究对象,研究货叉结构及在工作时变形和振动,对于解决多级货叉的整体刚性差,在运行过程中和存取货物时的振动和冲击,从而引起定位精度不准,平稳性能差、存取货物时间较长等问题有重要的实际应用价值。文中采用三级直线差动式货叉的机构原理作为水平伸缩机构的驱动形式,引入虚拟样机技术,建立堆垛机货叉系统的结构模型,分析工作原理。应用有限元技术,对堆垛机货叉系统在运行过程中不同阶段的力学特性建立数学模型。以运动学、动力学方法理论为基础,用ANSYS10.0软件进行建模和仿真,节省了大量资金和人力物力。最后,运用现代化的设计方法对立体仓库堆垛机货叉重要部件进行力学分析及优化。具体内容包括：(1)应用ANSYS10.0软件建立齿轮齿条传动的三级直线差动式货叉系统的模型,并分析其运行特性。(2)应用ANSYS10.0软件对单立柱有轨堆垛机货叉在承载状态下,伸出不同阶段,进行了系统的力学分析,为货叉系统的设计和安全验证提供理论依据。(3)应用ANSYS10.0软件对堆垛机货叉进行模态分析,提取几阶固有频率和振型,为避免货叉在运行过程中和取存货时发生共振或出现有害的振型和系统的结构优化等提供重要的模态参数。(4)应用ANSYS10.0软件对堆垛机货叉进行谐响应分析,计算出结构在几种频率下的响应并得到货叉在垂直方向上的位移对频率的曲线。为设计人员验证其设计能否成功地克服共振、疲劳及其他受迫振动所引起的有害效果,从而控制相应激振力的频率,避开该振型下的共振提供重要依据。(5)应用ANSYS10.0软件对货叉系统建立优化模型,进行结构优化,为相关产品设计提供优化应用范例。