20世纪50年代以来,计算机技术的迅速发展为工程设计、分析和优化技术带来了全面的变革。计算机、应用数学、力学、计算机图形学、应用软件等技术的不断融合,推动着设计理念、理论、方法、技术乃至工具的进步,使得设计理论研究和新技术应用空前繁荣。与此同时,世界造船业的飞速发展对船用起重机械的要求也越来越高,船用起重机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善,使船用起重机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。长期以来,船用起重机械的设计方法多采用静态设计为主,并没有有效的动态仿真设计新方法。在船用起重机械研制过程中引入虚拟样机技术,可以实现计算机对起重机各机构在各种工况下作业的仿真模拟,通过对仿真输出数据的分析来判断设计的合理性,从而为船用起重机的创新设计和优化设计提供先进的技术支持,对于加快起重机械研制周期、降低研制成本,也具有重要的意义。本文基于虚拟样机技术,利用UG、ADAMS、ANSYS软件平台,建立了船用起重机整机的三维数字化虚拟样机,并对其进行了较为系统的多体系统动力学仿真分析,主要内容如下:(1)船用起重机动载荷的确定:根据起重机动力学理论,建立了相关动力学模型,确定了在不同工况下的动力学载荷;(2)船用起重机金属结构多刚体动力学仿真:使用三维实体造型软件UG,建立了船用起重机的三维实体模型,并将船用起重机的三维实体模型导入ADAMS软件,在对各个部件施加约束和力后,进行了多刚体系统动力学三维可视化仿真分析;(3)船用起重机金属结构刚柔耦合动力学仿真:利用有限元软件ANSYS对主臂架、副臂架进行了模态分析,建立了主臂架、副臂架的柔性体模型;将主臂架、副臂架的柔性体模型导入ADAMS进行刚柔耦合联合仿真,实现了计算机对船用起重机在各种工况下作业过程的仿真。总之,船用起重机金属结构的虚拟样机研究,是先进的设计、分析、仿真技术应用于船用起重机设计中的初步尝试,为船用起重机的虚拟设计、动态设计和结构仿真分析提供了高效可行的方法。