高空作业车是用来运送工作人员、工具和材料到指定位置进行工作,且其底盘为定型道路车辆的工程机械设备。主要由带控制器的工作平台、伸展结构和汽车底盘等部分组成。伴随着我国现代化建设的高速进行,高空作业车在高处作业时的使用率越来越高,为进一步提高高空作业车的设计水平及其整体力学性能,本文运用现代设计理论、方法对某型伸缩臂式高空作业车进行了如下研究。首先,建立了变幅机构铰点位置优化数学模型,以变幅液压缸的受力最大值最小和受力波动最小为目标函数,选取适当的优化设计变量和约束条件,借助1STOPT优化分析软件包进行优化,优化后,液压缸的受力最大值和受力波动都得到了有效改善。其次,详细介绍了该车各部分的结构形式及其工作原理,对部分主要金属结构件进行了理论分析,包括工作臂的强度和刚度分析、同步伸缩机构的受力分析以及各支腿支反力的计算。然后,利用ANSYS软件的APDL语言建立整机的参数化三维有限元模型,对后方作业时的两种危险工况进行静力分析,获得了所有零部件的应力分布及变形等详细结果,从结果中提取工作臂强度和刚度分析结果、同步伸缩机构的受力结果以及各支腿支反力结果,与理论解析计算结果对比,验证了有限元模拟的准确性。最后,对整机模型进行模态分析,确定了结构的固有频率,对上车模型进行屈曲分析,得到了结构的最大屈曲载荷,验证了结构满足稳定性要求。本文的分析结果已用于实际生产,指导了该产品的设计,缩短了其设计周期,降低了其开发成本,同时为同类型产品的开发设计提供了参考。