锚唇，作为锚系的一个部件，其表面形态为复杂曲面。曲面的复杂形态归因于它要满足一定的运动性能要求。历来锚唇都是通过工作人员的经验配合木模拉锚实验验证的方法进行设计，这种方法在设计锚唇时不仅费时、费力，还会造成大量材料的浪费。本文通过对国内外曲面设计技术进行分析，提出一种新的曲面设计思想。这一设计思想是基于包络原理的基础之上，通过虚拟加工技术，在路径规划的前提下，结合动力学知识，对曲面进行虚拟包络切削设计。经过实验验证，通过这种方法设计出的锚唇曲面形态可以较好的满足运动性能的要求。其次，由于锚系为多刚体系统，各个部件之间多为接触碰撞约束关系，为了给锚系建立较为合理的动力学模型以便进行正确的拉锚仿真计算，论文对接触碰撞动力学的知识进行了系统阐述，较为详细的介绍了ADAMS中各参数的意义、接触碰撞计算模型、以及仿真中接触碰撞判断规则。在运用UG对30万吨矿砂船锚系关键部件进行了几何建模后，又在ADAMS中建立了锚系的虚拟样机模型。除此之外，为了研究锚系各参数对拉锚的影响情况，对30万吨矿砂船的锚系原始参数进行了实验优化设计。针对拉锚速度、锚唇主曲率、锚链筒角度以及锚唇安装面角度四个参数进行了正交实验设计和拉锚仿真实验，运用响应曲面法和数理统计原理对实验结果数据进行拟合计算分析，得出了各参数的显著性顺序，以及各参数值的最优组合。最后，为了提高拉锚仿真效率，在ADAMS系统平台上进行了锚系仿真专用模块的开发。通过二次开发的锚系仿真模块，不仅集成了仿真设置的所有功能，并且可以实现约束副的直接选择添加，这大大节省了动力学建模的时间。