采用多功能连续型开沟机，可以提高开沟及回填效率，减少人力和物力浪费，但目前我国多功能连续型开沟机还几乎为空白。因此，对多功能开沟机进行研究和开发，具有重要的现实意义。本文在分析虚拟样机技术的特点和优势的基础上，采用理论计算和计算机仿真分析相结合的方法，对多功能开沟机工作装置进行运动学、动力学仿真、优化设计和有限元分析，主要工作为根据土力学和土壤切割原理，计算开沟、挖掘过程中需要的切割力及开沟机总体设计参数，提出了总体设计方案；分析了多功能开沟机工作装置的设计要求和设计方法，提出多功能开沟机工作装置虚拟样机的实现策略；采用基于特征的参数化建模技术，按自顶向下的设计思想，构建多功能开沟机工作装置特征参数化模型；在ADAMS环境下，对模型进行运动学和动力学仿真，检查运动中的干涉及作业范围，得到工作装置各铰点及油缸受力变化情况，为进一步工作机构优化和液压系统设计提供参考依据；对反铲工作装置铲斗连杆机构进行参数化建模，比较分析了各设计变量对机构传力性能的灵敏度，采用OPTDES-GRG广义递减梯度算法对铲斗连杆机构进行优化设计；建立多功能开沟机工作装置动臂力学模型和有限元分析模型，在ANSYS中对受力较大的动臂进行有限元静力分析，校核动臂强度并进行改进。本文综合应用CAD／CAE集成环境，对多功能开沟机进行了较为系统的仿真分析和研究。仿真分析所得到的工作装置受力变化曲线、有效工作范围、挖掘轨迹包络曲线、动臂变形、等效位移和等效应力云图等结果为多功能开沟机总体设计、反铲工作装置设计、液压系统设计和物理样机研制提供了重要依据。此外，本文综合应用三维设计软件SolidWorks、多体系统动力学仿真分析软件ADAMS及有限元分析软件ANSYS解决问题的思想和方法对类似研究也具有一定借鉴意义。