起重机被广泛地应用于核电风电安装、重大桥隧工程、港口码头、航空航天等领域。起重机起升机构中的挠性构件与卷绕装置的耦合作用使吊钩的摇摆特性变得复杂多变,二者之间的接触缠绕使钢丝绳和滑轮系统成为复杂的刚柔耦合多体系统。以桥式起重机为例,其工作时大车、小车需要频繁起动、制动,在惯性作用下,吊钩或吊重会产生一定程度的摇摆,影响吊装作业时的精确定位,严重降低了装卸效率,并对安全生产带来隐患。因此研究其各个工况下的摇摆特性并掌握其规律十分必要。本文通过虚拟样机技术建立了桥式起重机样机模型并分析其不同工况下吊重的摇摆特性。本文首先针对桥式起重机起升机构中的吊重建立二维和三维空间的吊重摆动动力学数学模型。利用MATLAB软件中的Simulink模块对起重机吊重的二维摆动进行了建模仿真分析,得到了在不同驱动力、摆长和吊重质量下的摆角-时间曲线。其次,采用虚拟样机技术,在动力学软件RecurDyn中建立起重机动力学仿真模型。以通用桥式起重机的三倍率起升机构钢丝绳缠绕系统为研究对象,采用有限元柔性体(F-Flex)方法对钢丝绳系统进行柔性体建模,并对其添加约束和驱动以进行各种工况下的仿真运动。对仿真结果进行对比分析,得出吊重摇摆偏移最大的工况为急停工况,其次为完整作业工况;当大、小车加速度一定时,不同起重量对吊重摇摆没有影响;随着摆长的增加,吊重在空间各向的摇摆偏移也越大。然后将本文的理论分析与模型仿真对比分析,进一步验证了样机模型的可靠性。最后,设计了吊重摇摆测试实验方案,对实验平台进行了结构参数设置和电机、减速器以及变频器等的选型计算;对所需测量的吊重摆角、吊重起降速度和大车、小车的速度以及加速度变化等运动状态变量的传感器进行选取。通过传感器进行实际数据测量采集,研究分析与样机模型产生差异原因并进行相应的修正。