液压重载机械臂工作时由重力引起的预应力刚化对于整体结构的仿真分析具有显著的影响，针对此问题，提出了一种考虑预应力刚化的计算模态分析方法和基于径向基函数代理模型的有限元模型修正方法。以某型液压重载机械臂为研究对象，建立整体复杂结构的有限元模型及其预应力刚化模态频率的代理模型，以多个工况试验模态分析结果为目标，基于全局优化算法实现了整体结构的模型修正。对试验修正后的模型开展了应变响应预测，验证了模型的预测能力。研究结果表明，所提方法不仅提高了模型复现修正响应的能力，而且能够准确预测未修正的响应，从而验证了方法的可行性，为重载机械臂的自动控制和优化设计提供了精确动力学模型。