黄河由于纬度跨度较大，每年冰期过后，各河段开河期不同，容易出现上游开河比下游早的情况，上游河水到达下游后无法排出，进而形成冰坝淤塞河道，给两岸人民生命财产造成危害。过去往往采用飞机投弹破冰和炮击破冰两种方法炸开冰层疏通河道，但是存在费用高、效率低、无法全天候作业等缺点，且容易对沿岸居民造成伤害。力学破冰能够在一定程度上避免以上不足，但是由于传统破冰船尺寸太大，无法在黄河河道工作，因此迫切需要研制出一种能在黄河上进行破冰作业的新型破冰船。　　本文对黄河破冰船结构设计和虚拟仿真分析进行了研究，主要涉及以下几个方面：　　（1）介绍了黄河破冰船研究的背景和意义，以及国内外内河破冰机械的主要破冰手段及成果现状，引入虚拟样机技术的主要理论并介绍了本文的主要研究内容。　　（2）根据黄河河道及冰层厚度的主要特点，设计出包括宽体船身、冰刀机构、真空吸附机构和船载挖掘机机构的可实现爬冰破冰作业的黄河破冰船。结合理论对吸附机构最大吸附力以及挖掘机液压油缸推力进行计算，同时建立挖掘机机械臂的运动学方程，为其运动学仿真提供理论基础。　　（3）应用SolidWorks软件，设计出破冰船的三维虚拟样机模型，使用SolidWorks simulation对零部件进行静力学有限元分析。将SolidWorks模型导入ADAMS，对挖掘机进行运动学仿真得出其油缸最大伸缩量及最优破冰位置，利用静平衡仿真对挖掘机理论挖掘力进行校核，然后添加虚拟冰盖，对破冰船进行动力学仿真，测算真空吸盘是否满足需求。　　（4）应用ANSYS软件，结合ADAMS仿真数据，对机械臂进行瞬态动力学分析，得出分析结果后，对破冰船进行优化。