随着社会经济的飞速发展,工程机械在国民经济建设中发挥着越来越大的作用,工程机械的研发设计成为产品研发领域的热点之一.目前,作业车已被广泛应用于各种行业中,对其工作范围、安全性和轻量化设计越来越重视。由于工作人员需要进行高空作业,而且高空作业车的尺度大,结构复杂,对高空作业车进行结构强度和优化设计的需求日益突出。随着作业范围广,安全性高,质量小的高空作业车得到越来越多的青睐,对其进行研究不仅具有重要的理论意义,也具有良好的工程应用价值。　　 本文采用集成CAD建模、CAE分析和优化于一体的综合方法,对28m新型混合臂式高空作业车进行分析优化设计,最终优化设计的结果满足了结构强度的要求,使自重减小到两吨以下,降低了自重对工作臂作业时动力学特性的影响,达到了同级高空作业车的欧洲标准。论文的主要研究内容如下:　　 (1)Pro／E中建立三维实体模型并对部分零部件参数化,在ANSYS中进行结构强度分析,获得最危险工况下的工作臂各个主要零部件的应力及应变分布；　　 (2)对刚域法、BE3法、自由度偶合法、界面单元法、接触单元法五种销轴连接模拟方法进行研究,经比较证实接触单元法具有更好的精度,因此选择接触单元法建立工作臂的整机有限元分析模型,对工作臂最危险的工况进行静力非线性分析；　　 (3)根据工作臂零部件之间连接的实际情况,运用子模型法并结合销轴连接的模拟方法进行递归分析。通过两者综合分析,可获得局部的、与整体机构中完全类似的子结构边界条件的广义子模型分析方法,可以在允许的设计范围内实现机构部件的精细优化设计；　　 (4)基于子模型有限元分析,对第三节伸缩臂进行结构形状的优化；对部分构件进行局部加强设计；运用基于RAMP材料插值方法的结构拓扑优化模型,采用优化准则法对前安装架进行拓扑优化。