管道技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，我國的原油、成品油的輸送已經(jīng)由火車、汽車的運(yùn)送轉(zhuǎn)變?yōu)殚L距離輸油氣管線的運(yùn)輸。而在石油管道的鋪設(shè)過程中由于碰死口或繞過障礙物等而經(jīng)常需要把管子煨彎，因此在野外施工，煨管大都采用彎管機(jī)冷煨的方式。以前我們的彎管機(jī)大都采用進(jìn)口，而進(jìn)口的彎管機(jī)存在造價(jià)昂貴、零配件供應(yīng)不及時(shí)等諸多弊端，嚴(yán)重制約了公司管道施工的生產(chǎn)能力。在工業(yè)生產(chǎn)中，長U彎管機(jī)是空調(diào)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，是一種集校直、校圓、送料、切斷、彎曲成形等功能于一體的數(shù)控機(jī)械。

  傳統(tǒng)方式的彎管機(jī)設(shè)計(jì)周期長、成本高、設(shè)計(jì)修改不方便，主要原因是分析、試驗(yàn)、修改等過程所面對的是物理樣機(jī)；基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法是以計(jì)算機(jī)上建立的三維數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，結(jié)合CAE的相關(guān)原理對數(shù)字化模型進(jìn)行相關(guān)性能研究，將試驗(yàn)的對象由物理樣機(jī)轉(zhuǎn)移到虛擬樣機(jī)，從而縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了成本。

  虛擬樣機(jī)作為彎管機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)新技術(shù)，對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是一次革命。以要求開發(fā)的能夠同時(shí)彎曲七根銅管的數(shù)控彎管機(jī)為研究對象，建立了彎管機(jī)的三維數(shù)字化模型，創(chuàng)新性地采用虛擬樣機(jī)技術(shù)對該彎管機(jī)的靜力學(xué)性能和動態(tài)特性進(jìn)行分析，并應(yīng)用分析的結(jié)果來指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

  對虛擬樣機(jī)技術(shù)在TBLU7數(shù)控彎管機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的相關(guān)方面進(jìn)行了討論：包括在UG中建立了TBLU7彎管機(jī)的虛擬樣機(jī)模型，并研究總結(jié)了UG與CAE軟件ANSYS之間的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，對彎管機(jī)的主要零件進(jìn)行了靜力學(xué)研究，對重要零件和整機(jī)進(jìn)行了動態(tài)性能分析，并通過對管材模擬彎曲結(jié)果的有限元分析驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的彎管機(jī)是否符合技術(shù)要求。

  在彎管機(jī)的研究過程中主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：

  一、首先介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本理論框架，回顧了國內(nèi)外在這方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，論證將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用與TBLU7彎管機(jī)設(shè)計(jì)的必要性。

  二、在UG中建立零件的虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行了裝配，進(jìn)行干涉分析評估，建立了整機(jī)的虛擬樣機(jī)。

  三、以建立的虛擬樣機(jī)模型為基礎(chǔ)，并以數(shù)據(jù)交換格式導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中進(jìn)行了靜力分析和部分零件的優(yōu)化。

  四、以建立的虛擬樣機(jī)模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析以提高其的動態(tài)性能。

  五、結(jié)合管材彎曲成形理論，用有限元方法模擬了管材的彎曲，通過對彎曲模擬結(jié)果分析來驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否達(dá)到技術(shù)要求。