随着钢产品结构的不断调整,转炉钢水的纯净度已经成为制约部分高级品种钢开发的主要因素。滑板挡渣技术减少转炉出钢过程中的下渣量,是提高钢水质量的一个重要环节。固定滑板和滑动滑板是转炉出钢挡渣装置的重要消耗耐火材料,频繁经受高温钢水和高氧化性炉渣的直接侵蚀和剧烈冲刷,加之急冷急热的作用,极易破坏,因此需要经常更换。但由于挡渣设备较重、工作环境温度高、安装精度高,因此更换难度大、时间长,工人操作环境恶劣、劳动强度大。按照现场工程实际需要,本文设计了一种液压机械手臂,实现了转炉滑板的安装拆卸与运输的机械化、自动化,对于提高生产效率和安全生产具有重要意义。基于虚拟样机技术,以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,通过Pro/Engineer、 ADAMS、ANSYS构造协同仿真平台,建立了以安装臂为柔性件的液压机械手臂刚柔耦合虚拟样机模型。根据机械手臂的实际应用情况,确定液压缸的伸缩范围,并对其进行验证,确保能够满足使用要求。通过ADAMS动力学仿真分析发现：机械臂空载运行时,柔性机械臂受力较小,高动应力区域主要集中在机械臂与液压缸连接耳处；当机械手抓取滑板并抬升的过程中,机械臂受力较大,高动应力区域主要集中在机械臂与液压缸连接耳处和机械臂绕支撑滑竿孔处。基于ANSYS软件对机械臂进行了模态分析,获得了机械臂的自由模态振型、约束模态振型及对应的应变云图,为其结构强度优化以及耐冲击、抗振能力的提高提供了参考。本文的研究方法及分析结果为滑板拆卸的装置设计、测试及优化提供了借鉴,且对工程实际有一定的指导作用。同时,本文所探索的多领域建模与仿真技术也可应用于其他复杂机械系统的研发中,以达到缩短设计周期,降低研发成本,提高产品性能的目的。