市场竞争的不断加剧使得产品开发速度日益成为最具挑战性的因素,而我国传统工程机械行业却由于新产品开发周期长,成本高,导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。针对现有液压挖掘机设计评价手段存在的不足,将虚拟样机技术引入挖掘机设计开发领域。全文主要从以下几个方面进行研究:首先介绍了虚拟样机技术的基本理论框架,回顾了国内外在此方面的研究现状和发展趋势,论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机设计的必要性。在研究液压挖掘机整机系统的基础上,借助于虚拟样机技术理论的指导,提出了挖掘机虚拟样机的实现策略,即根据抽象建模的需要将挖掘机划分为有机关联的单学科系统及模型,分别在不同的支撑软件上建模,再将各子系统模型集成为挖掘机虚拟样机。对系统仿真原理进行了研究,主要研究了机械的建模方法,分别利用相关学科理论和软件建立了挖掘机工作装置仿真模型。上述子系统模型分别在商品化动力学仿真软件ADAMS和三维造型软件Solidworks中实现。通过在ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机工作装置工作范围的仿真分析,确定了挖掘机的整机工作范围,得到了液压挖掘机的一些特殊工作尺寸。根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行仿真,得到了各铰接点处的受力情况,为零件的强度分析提供了基础。针对多年来人们在设计机械时把静强度作为主要准则,出现保守设计的情况,应用ANSYS软件建立了挖掘机工作装置在不同工况下的三维有限元模型,对工作装置进行了模态分析。最后在上述状态下得出了加筋板与不加筋板时工作装置的模态参数,并讨论了两种情况对工作装置振型与频率的影响,提高了工作装置的刚度,大大改善了工作装置的受力情况。