随着我国经济水平的持续提升,越来越多的高层建筑作业和大高度市政建设需要高空作业车的助力。由于高空作业车使用范围的扩大和使用数量的增加,人们越来越重视其使用过程中的安全性和稳定性,所以对高空作业车作业臂的性能研究是十分必要的。本文根据企业要求的性能参数与相应的国家标准首先对高空作业车的作业臂结构进行了理论设计和计算验证,并以此作为接下来的研究对象。其次,把设计结果进行三维建模,将模型导入ANSYS转化为对应的有限元模型,在高空作业车的最大工作高度和最大工作幅度两种危险工况下进行力学性能分析,计算获知作业臂在这两种危险工况的应力和位移变形情况,计算结果表明强度满足要求,整体臂架的位移变形过大,将臂架的重叠部分加长后,位移变形回归到许用值之内,作业臂满足了强度和刚度要求;接下来对作业臂在这两个危险工况进行了结构动态自由模态分析,得到了前六阶的振形,根据振源性质给出了相应的使用建议;最后对作业臂进行了轻量化优化,在保证刚度和强度的情况下,降低总质量95.331kg,减少幅度为6.92%。然后将作业臂在ADAMS中根据运动关系构建虚拟样机模型,以三铰点位置参数为自变量,以液压缸受力峰值最小和液压缸受力平稳为研究目标,在作业臂初始位置升到最大作业高度的过程中进行动态研究,根据优化后所得数据调整三铰点位置,将液压缸的受力峰值降低了19.3%、受力稳定性提高了33.7%,同时确定了作业臂上的液压缸支耳的最佳布置尺寸。最后在以上研究结果的基础上,对伸缩臂与滑块接触规律进行研究,重点研究了滑块的位置布置和结构尺寸对伸缩臂和滑块的应力以及滑块的位置布置和结构尺寸对伸缩臂位移变形的影响,得到结论如下:接触刚度和接触区域的设定对整个接触计算精确性有着比较大的影响;下滑块位置远离基本臂的头部使伸缩臂的受力减小,同时也使滑块所受应力减小,对伸缩臂位移影响不是线性的,位移呈现出先减小后增大的趋势;下滑块的尺寸对伸缩臂的受力的影响不大,随着尺寸的增大滑块的受力有着显著的减小,下滑块尺寸的增大对伸缩臂整体的位移有改善的效果。本文对高空作业车所进行的研究工作,为此类高空作业车的作业臂的结构设计、铰点位置布置和滑块设计布置提供了一定的参考。