本文针对盾构刀盘虚拟样机试制系统结构部分的设计，在认真比较各种相关软件特点的基础上，为试制系统选取了三维软件Pro/ENGINEER作为结构设计的软件，选取有限元分析软件ANSYS作为结构受力分析的软件，选取仿真软件ADAMS作为动力学仿真软件。然后，针对研究的主要对象—盾构刀盘，在搜集了大量盾构资料，并对其进行系统研究的基础上，提取了刀盘、刀具的特征信息和结构设计的原则，采用Pro/ENGINEER建立了硬岩刀盘、刀具的三维模型；吸取了国外相关产品的技术优点，并根据我国国情对刀盘、刀具的结构和安装方式进行了优化设计和改进，从而建立了本系统相对较为准确的研究对象；采用Pro/ENGINEER的二次开发工具Pro/ENGINEER和VC++的界面制作与程序调试功能相结合，开发了刀盘、刀具的人机交互界面和参数化驱动程序，实现了刀盘、刀具的全参数化驱动设计；采用ANSYS对刀盘进行了结构受力分析和优化设计，针对刀盘的使用工况，简化了刀盘的有限元模型，对刀盘和立柱的受力状况进行了受力分析，对其支撑方式进行了结构优化。 本文所开发的试制系统虽然是针对硬岩刀盘为研究对象的，但对它的研究方法及其构架和平台是较为通用的，为同类产品虚拟样机的研发提供了一个较好的借鉴。