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本文以“十一五”国家科技计划支撑项目《高大空间建筑工程安装维护设备技术与产业化开发》（项目编号：2008BAJ09B06）为依托，根据机械设计、工程力学学科理论，综合应用Pro/E、ADAMS、ANSYS等软件对课题实际产品PT25型高空作业平台的工作装置进行了三维建模、动态仿真、有限元分析及优化设计工作，研究了主要部件的强度和刚度以及关键铰点的受力情况，研究结果为平台的改进设计及后续测试工作提供了可靠的理论参考依据。论文的主要工作包括以下几点：（1）平台工作装置的三维建模。以平台的原始设计为基础，在Pro/E中建立了工作装置的参数化模型，并利用Pro/E和ADAMS之间的专用接口程序Mech/Pro2005生成ADAMS仿真模型。（2）平台工作装置的仿真分析。根据平台的实际运动规律制定平台的驱动函数，应用ADAMS软件对平台进行仿真分析，获得平台作业高度、作业幅度曲线，主要部件、关键铰点受力曲线。经验证，平台作业范围满足设计要求，各部件、铰点受力合理。（3）平台工作装置的有限元分析。在ANSYS中建立了转台、伸缩臂、折臂、吊篮等主要部件的有限元模型，通过计算获得各部件应力和变形分布云图，结果表明各主要部件的安全系数均符合国家标准GB/T9465-2008的规定，其强度和刚度满足使用要求。此外，本文还对伸缩臂的启动过程进行瞬态动力学计算，获得了伸缩臂的动载系数。（4）平台工作装置的优化设计。以伸缩臂变幅铰点位置参数为设计变量，减小危险截面受力为目标，建立了优化设计数学模型。通过MATLAB编程求解，获得最佳铰点位置设计方案，显著改善了伸缩臂受力。在有限元分析基础上，以主臂截面参数为设计变量，主臂总体积为目标函数，应用APDL语言编写优化命令流进行优化计算，获得合理的主臂截面尺寸，有效地降低了伸缩臂的重量。通过本文的研究工作，给出了一种三维建模—动态仿真—有限元分析—优化设计的研究方法，提高了研发效率，对高空作业平台向轻量化、节能化、产业化的方向发展起到一定的推动作用，同时也为其它重大装备的研制提供了一种借鉴。