铲运机是以带有铲刃的土斗(铲斗)为工作部件的铲土运输机械,工作方式为循环作业式。主要用于中距离的大规模土方转移过程,它能综合地完成铲土、装土、运土和卸土四个工序,能控制填土铺卸厚度和进行平土作业,并对卸下的土进行局部碾压,因而与其他装运土方技术相比具有比较高端生产效率和经济性。本文以国产某T12型多功能履带式铲运机为研究对象,对其作业时的铲土阻力进行分析计算,并根据分析计算结果建立了动力传动系统的数学模型,进行动力系统匹配计算;设计出了Matlab可视化界面,并对动力匹配的结果分析;建立铲运机的虚拟样机模型进行了不同工况的动力学仿真;基于DEM-MBD(离散元-多体动力学)的联合仿真对铲运机铲掘时的性能研究。首先介绍了本论文所研究的多功能履带式铲运机的各个机构组成部分。同时详细的介绍了主动式铲运机在国内外的发展历史;分析了虚拟样机技术和离散元法及其联合仿真技术近些年来的应用和发展。基于地面力学理论基础分析了在典型工况下即铲运机在前进作业时铲斗和推铲于土壤相互之间的作用力,包括土的切削阻力、铲刀刀片与土的摩擦阻力、装土阻力、铲斗前土堆阻力和行驶阻力等,由此计算出铲运机在铲掘时的总阻力。根据铲运机动力流向和工作需求对其动力系统进行了匹配计算,建立了数学模型,再设计出了Matlab可视化界面,讨论了不同匹配之间的关系,最后给出最大铲土效率时的速度要求。利用动力学软件Recurdyn建立铲运机的虚拟样机模型,之后仿真了空载直行、空载转弯和空载爬坡三个工况,分别对其转矩、速度、和驾驶室加速度进行了分析;基于DEM-MBD联合仿真的研究,对铲运机直行铲掘联合仿真的结果进行了分析,分别讨论了铲掘时的速度、转矩和铲掘时土壤颗粒的速度、受力。本文的对于履带式铲运机所做内容的研究结果具有参考意义,基于DEMMBD联合仿真的研究方法可应用于类似问题的研究中。