中国拥有大量的煤矿,开采技术与装备的等级关系到矿井生产和生产的安全。重载大型机械目前已经逐渐扩大变为煤矿挖掘当中不能缺少的设备。重载挖掘机的工作装置包括用于挖掘矿石的铲斗和支撑斗杆以及臂架。重型挖土机在运转中,矿井的采取和搬运均由挖掘机作业设备完成,它受到了大部分的力。铲斗经常会承受各种负荷,吊杆和吊臂经常会承受力矩和弯矩,一旦重型挖掘机出了问题,就会直接对重型机械造成伤害。实践表明,重型挖土机工作设备在使用过程中经常会出现斗杆斗齿的磨损和破损,严重影响了其工作的工作效果。所以,对重型挖掘机的工作设备进行结构的应力计算和参数化的设计是十分有意义的。然而,由于工作装置的结构和工作条件复杂,如果在每次结构改进后再次建立、加载和分析有限元模型,会是非常繁冗的过程。故而,对于重载挖掘机工作装置编写出不同工况下的实用分析代码将是非常需要的。基于ANSYS所支持的IronPython参数化设计语言,首次编写出了挖掘机工作装置在ANSYS Space Claim中的建模程序和某种工况下Mechanical的有限元计算分析脚本。将繁冗的Iron Python参数化语言封装起来,利用ANSYS ACT插件,开发出友好的交互界面,调用已封装好的建模和有限元分析脚本文件,创建了工作装置参数化设计一体化系统,该系统包含模型建模、有限元分析、参数化输入界面。从某种意义上来说,可以减少手工作业,从而改善工作的品质。借助与公司实验做出的结果进行对比,检验了代码分析的合理性,分析最后无比可靠。参数化设计系统验证了集成分析的可靠性和安全性。该分析平台得以创建达成,不仅为其它重型挖掘机的结构分析与设计提供了有益的途径,也为整个工程的结构设计与解析奠定了坚实的依据。从而极大地提升重型挖土机的工作效能与水准。鉴于大型重型挖掘机的重量较大,它的履带架有着撑起整体的作用,在工作状态下所受到的力是不简单的,针对不同作业设备的工作状态,采用常规的动力学模拟不能很好地处理其工作状态下的应力-应变问题,于是采取了一种刚柔耦合的技术,对其进行了仿真分析。对履带架使用柔性化的手段,而其余的建立刚性系统,整个模型创建了步行装置的刚-柔-耦合动力系统。然后在传动轮上应用不同的速度,得到了水平直线行驶、爬坡和原地转向时的动力输出。采用三种工况下的履带式起重机行走机构进行了有限元计算,获取到了履带架在不同状态下的应力应变状况。此外,通过对挖掘机行走机构进行刚柔耦合动力学仿真,分析了理论计算难以解决的支撑轮受力的问题。结果表明,通过刚柔耦合动力学仿真,能准确地反映出挖掘机底板对应位置的变形及应力值,为重型挖掘机下部构架的优化设计具有一定的借鉴意义。