塔式起重机在工程建设中的应用十分广泛,具有起升高度高、回转半径大、适用范围广、工作效率高等特点,是工程建设设备的主力军。其属于涉及生命安全的特种设备,由于人为操作不当造成的事故时有发生,培训合格的塔式起重机司机成为预防和减少事故的有效途径。但是,传统的培训和考核存在效率低、成本高、安全性差等问题,研究并开发性能卓越、功能完善的操作培训模拟系统来辅助甚至替代传统培训,是解决这一问题的有效方法之一。本文从安全监督部门培训和考核塔式起重机司机的角度出发,提出了一种基于虚拟现实技术的培训考核模拟系统。通过在Virtools软件平台上构建交互式的三维视景仿真模块,结合实际司机室座椅和六自由度平台等设备,模拟司机在真实塔式起重机上进行培训和考核时的操作以及反应。本文首先根据实际培训考核的需要,提出了该系统所需具备的功能,以此为目标完成了系统总体方案的设计。随后重点研究了起升钢丝绳的柔性建模方法,结合Virtools软件的物理系统和Curve曲线,实现了钢丝绳的柔性仿真,包括钢丝绳的悬链线表达和摆动仿真；依据单位力法方程,求解双吊点水平臂架的挠曲线方程,对臂架变形进行了分析研究；运用虚拟样机技术,求解司机室的位姿参数,得到与六自由度平台的接口参数；依据考核标准,建立考核评价体系,加入碰撞检测功能,实现自动评分机制。最后,研究了系统关键功能的实现,并通过算例验证了系统操作的可行性。本文研究开发的塔式起重机操作培训模拟系统,除具有用真实塔式起重机进行培训考核操作所需的功能之外,还具备了传统考核不便实现的功能,如对超力矩、超起重量这样严重事故的模拟,使学员产生直观的印象,可有效减少安全事故的发生；模拟系统使用资源少,消耗能源低,能够长期使用,系统维护和扩展也相对简单方便；严格按照国家标准设置扣分项目,客观、公正的进行自动评分,大量减少了人工操作的环节,大大提高培训考核的效率。