本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发,针对现有液压挖掘机设计手段存在的不足,将虚拟样机技术引入其新产品设计开发领域。全文主要从以下几个方面进行研究:首先介绍了虚拟样机技术的基本理论,回顾了国内外在此方面的研究现状和发展趋势,论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机新产品开发设计中的必要性。接着借助虚拟样机技术理论的指导,提出了液压挖掘机新产品的虚拟样机技术开发流程。然后分析了应用虚拟样机技术开发所需的其中两大工程应用软件PRO/ENGINEER和ADAMS的特点并介绍了其相互之间的接口方法,并具体论述了虚拟样机技术在解决液压挖掘机新产品开发中的使用方法及作用。最后对系统仿真原理进行了研究,主要研究了机械和液压系统的建模方法,分别利用相关学科理论和软件建立了挖掘机机械和液压系统仿真模型。上述子系统模型分别在动力学仿真软件ADAMS和三维造型软件Pro/Engineer中实现。通过对挖掘机虚拟样机机械系统工作范围的仿真分析,确定了挖掘机的整机工作范围。以铲斗中齿齿尖部位为参考点,得到挖掘机整个挖掘工作过程包络线图,并得到了液压挖掘机的一些特殊工作尺寸,验证了机构设计的合理性。另外还对铲斗中齿齿尖部位进行运动仿真分析,得到斗齿部位在整个挖掘作业循环时间里的速度、加速度、位置和时间的运动仿真分析结果,说明应该考虑姿态调整和卸载时引起的冲击力对液压缸的影响。通过在不同危险工况下对铲斗、斗杆和动臂进行有限元分析,得到他们的应力分布图,验证设计参数的合理性。同时进行了优化设计。在ADAMS/Hydraulics中建立了虚拟样机液压系统,并将各部分模型有机集成,实现了液压挖掘机机械与液压系统的联合仿真。仿真结果基本符合技术上的要求,为物理样机的试制及其它型式机—液复合系统的设计和研究提供了很好的参考,也可以加快挖掘机产品的开发速度,降低开发成木,提高市场竞争力。