桁架臂结构如塔式和履带起重机、高空作业车等,随着制造工艺的提高和各种高强度钢材的应用,使得其结构朝着高耸化、轻柔化、格构化发展。这种呈细长特点的桁架臂结构,往往在其强度破坏前就由于稳定性不够引起失效,且这种失效形式更突然更隐蔽,破坏程度更大,因此稳定性验算是臂架设计中的关键问题。本文研究了目前国内外梁杆系统在几何非线性和稳定性方面的发展现状以及桁架臂在几何非线性稳定性方面的研究状况及不足；具体分析了线性有限元分析方法和非线性有限元分析方法的异同,并在此基础上解释了线性稳定性和几何非线性稳定性理论；具体阐述了桁架臂几何非线性表现的形式及其超静定结构形式导致的失稳过程特殊性；利用ANSYS对1900t/200t固定回转起重机副臂和280吨级履带起重机主臂进行几何非线性稳定性分析,探讨了臂架长度、臂架仰角、臂架自重引起的初始变形以及水平侧载对臂架整体极限承载能力和失稳模态的影响。几何非线性稳定性分析不仅得到结构考虑几何大变形时的失稳载荷,还能观察结构的整个受力及变形过程,通过载荷-位移曲线的走势可分析各段曲线出现的具体现象,从而了解各部件对全过程的影响,从而为提高结构整体承载能力设计提供依据。本文的主要工作内容与结论如下：(1)求得桁架臂不同工况、不同加载方式和不同长细比时的载荷-位移曲线,对比分析得到桁架臂仰角、加载方式和长细比对臂架极限承载能力和失稳模态的影响；(2)求解各种工况各种加载方式和各种长细比的线性稳定性失稳载荷,并将其与非线性稳定性分析结果进行对比,分析线性稳定性分析的不足和非线性稳定性分析的优点,提出对桁架臂这种细长结构进行非线性稳定性分析的必要性；(3)对1900t副臂工况1加载方式1下的载荷-位移曲线出现的现象进行具体分析,揭示桁架臂内部各部件在臂架失稳过程中的作用,为桁架臂设计提高结构整体稳定性提供理论依据。