随着“中国制造2025”战略计划的部署,建筑行业与工程机械制造业不断的融合与发展,具有创新性与实用性的新一代高空作业车的市场需求也越来越大。高空作业车是一类通过驱动臂架将作业人员送到指定高度的工程机械,具有很好的灵活性与高效性。相比于其他工程机械,高空作业车最大特点是可以载人作业,所以在结构尺寸设计和生产材料选用时,需优先考虑的是整车的安全系数。但这会使设计尺寸偏大,导致结构笨重、材料消耗偏高、生产成本增加,因此对高空作业车的轻量化研究有着至关重要的意义。本文以某型号直臂式高空作业车上车结构为研究对象,分别对臂架结构和转台结构进行轻量化研究。主要研究内容与结论如下:（1）利用Hyper Mesh软件对上车结构各部件进行几何模型简化以及网格划分,赋予网格合适的单元类型以及材料属性,从而完成各部件有限元模型的建立。运用ANSYS的APDL语言对有限元模型进行参数化组装,根据实际作业中臂架结构搭接情况进行接触设置,同时对上车结构受力分析,完成有限元模型约束和载荷的施加,为有限元计算作准备。（2）研究臂架结构和作业平台结构的工作范围,结合实际作业情况确定需要进行有限元计算的工况为60个。将ANSYS软件与DOS批处理命令相结合,使上车结构完成60个工况的静力学计算和模态计算,同时提取各工况下的计算结果。通过对计算得到的位移值和应力值进行分析,确定结构满足刚度和强度要求。对由模态计算得到的上车结构固有频率进行分析,确定结构不会发生共振现象。利用电阻应变测量法对臂架结构进行应力试验,通过分析测试数据和有限元计算结果,验证有限元计算结果的准确性。（3）根据60个工况的有限元计算结果得到臂架结构的极限工况,选取臂架截面尺寸和板厚作为优化参数,以质量最小作为目标函数,基于零阶近似法对臂架结构进行轻量化研究。将优化计算得到的尺寸与生产工艺相结合,确定尺寸的优化方案。同时,根据优化方案修改臂架有限元模型,对优化后臂架有限元模型进行60个工况的静力学计算,在满足刚度和强度要求下,使臂架结构重量减少了8.7%。（4）针对结构复杂的转台机构,使用变密度法对其进行拓扑优化。结合作业范围和有限元计算结果,选出转台的极限工况作为优化工况,然后建立转台结构的等效模型。以许用应力和体积分数作为约束条件,质量最小作为目标函数,利用Hyper Mesh的Opti Struct优化模块对转台结构进行拓扑优化。同时对优化后转台进行校核分析,在保证转台可靠性的前提下,使其重量减少了9.3%。综上所述,本文通过对高空作业车上车结构进行多工况计算分析以及应力实验,验证了上车结构的安全性。以此为基础,对上车结构进行轻量化研究,从而降低上车结构的重量,节约了生产成本,提高了上车结构的整体性能。