高空载人作业平台技术发展不仅是使起重臂伸得更快、吊的更高、吊重更大,还应具有更高的工作平稳性、可靠性。本文依据虚拟样机的现代设计理念与技术路线,针对GTB16型高空载人作业平台的工作机构,探讨了其物理样机的数字化建模与功能虚拟样机仿真与分析等软件集成应用的方法,采用不同的集成应用技术进行了机构的静态特性仿真,动态优化分析,以实验测试对各方法的分析结果进行了验证与比较,确定了针对实际对象、与实测结果最为接近的该型平台工作机构的虚拟样机分析模型。依据此模型,进一步对平台工作机构的刚性、强度、工作稳定性和安全性进行了分析预测,提出一些得到企业认可的结构改进建议。主要研究内容:(1)采用不同建模方法对伸缩臂结构进行有限元分析,以实验静力学测试对分析结果进行验证;(2)以较准确反映结构实际静态特性的分析模型对伸缩臂结构在危险工况下的强度进行了分析与预测;(3)对伸缩臂结构进行了模态分析与实验,验证分析结果的准确性;(4)以瑞雷能量法为基础建立结构振动的简化模型,对灵敏度进行了分析;(5)以不同目标分别对三节臂进行了拓扑优化,经过多次迭代优化,改进后的工作机构的动静态性能都得到了较大的提高。