掘进机硬岩掘进时,工况恶劣,载荷复杂,使得基于物理样机的试验危险性大且代价昂贵,而利用虚拟样机技术进行建模与仿真研究可以在物理样机产生前对产品的性能进行全面评估,从而获得系统级优化的产品。通过建造以ADAMS为核心的虚拟样机技术环境,建立了复杂煤层赋存条件下工作的掘进机截割部刚-柔耦合虚拟样机振动模型;利用Matlab软件模拟了与实际工况中各频率成分相似的频域信号载荷曲线,并添加到虚拟样机模型上;通过施加简谐信号和随机信号,利用ADAMS/Vibration模块对掘进机样机模型进行振动仿真分析;提取了回转台的低阶模态振型和频率;对掘进机的振动特性进行了预测,提出在实际工作中应该注意的激振频率;最后基于载荷波动系数最小进行了截割部部分参数优化,并进行了再仿真,查看并对比了优化后截割部的振动性能改善情况。本文的研究为掘进机截割部系统的优化提供了明确的量化依据,从而提出优化方案,改进设计,有助于在物理样机制造前就全面掌握产品的性能,极大地降低了新产品的研发成本,为复杂环境下工作的大型工矿装备的设计与研究提供了一种新的方法和手段,具有巨大的应用前景。