工作装置的性能和可靠性是液压挖掘机整机先进性的重要标志,其设计的优劣将直接影响整机性能的发挥。随着挖掘机不断向高速、重载、高精度和轻量化方向发展以及降低能耗要求的提高,这就有必要对液压挖掘机工作装置进行系统研究,以提高其设计水平。本文正是在此背景下并结合国家“863”项目,以使工作装置达到结构最优设计为目的,对液压挖掘机工作装置结构的静、动态特性以及结构优化设计进行研究,论文的主要工作如下：综述液压挖掘机的发展概况及其工作装置国内外的研究现状,并分析其工作装置结构和工作的特点,明确课题研究的意义。建立挖掘机工作装置面向结构有限元分析的静力学、动力学数学模型,并利用MATLAB GUI编写相应计算模块,为后文的结构强度分析与结构优化设计奠定基础。建立动臂、斗杆的实体单元有限元模型,对其进行典型工况下的静强度分析。在此基础上,利用线性叠加原理,得到挖掘范围内动臂、斗杆的最危险工况,并对其进行静强度分析。联合ANSYS和ADAMS建立动臂、斗杆为柔性体的整机刚柔耦合虚拟样机,开展工作装置动应力进行仿真分析,并在此基础上对整个工作装置进行模态分析与冲击响应仿真分析,对工作装置的动态设计具有指导意义。以SWE90H液压挖掘机为平台,进行工作装置单动作时的油缸压力与流量的测试、工作装置振动的测试实验和动臂、斗杆的应力测试,通过实验来验证理论分析以及仿真模型的正确性与有效性。利用APDL语言建立动臂的壳固单元混合的参数化有限元模型,满足产品系列化设计与强度分析的需要,并对动臂进行多工况灵敏度分析与多工况下的结构优化设计,为动臂结构的优化设计提供具有指导意义的理论依据。