随着我国建筑行业的快速发展,高层建筑数量迅速增长,擦窗机作为外墙面清洗、维护和安装的的专用设备,已得到普遍应用。为了满足不同结构形式的擦窗机对特定建筑物屋顶结构的适应性,需要不断地改善擦窗机自身结构形式并降低其自身重量、提升安全性。然而,由于国内市场的擦窗机研究起步较晚,设计经验相对薄弱,导致固有的设计方法无法满足建筑业对擦窗机复杂、多样的需求,严重制约了我国擦窗机设备的健康发展。因此,研究新型结构的擦窗机对丰富擦窗机产品的种类和满足建筑业对擦窗机的多样化需求具有一定现实意义。本文研究一种结构新型的擦窗机,针对CWGD250型伸展吊臂擦窗机,基于有限元分析法,以虚拟样机设计技术为主要手段,对典型工况下的伸展吊臂机构进行结构分析以及力学分析的研究。主要内容如下:首先,以伸展吊臂擦窗机动力参数为设计基础,通过设计各个动力电机的驱动功率,完成了其主要部件的方案设计以及结构受力分析,同时对伸展吊臂擦窗机的结构自由度分析,确保擦窗机具有确定运动的合理性。结合标准,依据结构力学分析方法和有限元分析法,确定了伸展吊臂机构的力学模型,并建立其有限元模型。通过对擦窗机的抗倾覆性能分析,确定擦窗机在工作过程中的稳定性以及擦窗机整体结构设计的合理性;其次,分析擦窗机的三种典型的工况,应用ANSYS有限元分析软件对其进行了静力学分析,校核了伸展吊臂机构的强度、刚度,验证了其刚度、强度是否满足设计要求,确定其在工作状态下的稳定性。通过工况对比,得到最危险工况以及最危险部件位置,紧接着进行模态和随机振动分析,得到了吊臂结构前6阶固有频率和振型以及振动时结构位移的最大值。随后进行瞬态分析,得到了吊船在满载启动离地上升的瞬间和平稳运行突然制动的瞬间吊臂前端的位移、速度和加速度动力响应曲线,验证其动载系数与标准中规定的系数的一致性。最后,联合ADAMS动力学分析软件,对伸展吊臂机构的伸展变幅运动进行了动力学仿真,验证了其机构的平行升降以及稳定性。对不满足设计使用要求的结构提出优化改进建议,最终完成擦窗机的设计与分析。本文的研究成果将为一般类擦窗机的设计与分析提供一定的科学依据和理论参考,对完善和发展擦窗机设计技术具有一定理论意义。