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)計周期長、成本高、設(shè)計修改不方便，主要原因是分析、試驗、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)計方法是以計算機(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)計周期，降低了成本。
    虛擬樣機(jī)作為彎管機(jī)開發(fā)設(shè)計的一項新技術(shù)，對傳統(tǒng)的設(shè)計方法是一次革命。
    以要求開發(fā)的能夠同時彎曲七根銅管的數(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。
    對虛擬樣機(jī)技術(shù)在TBLU7數(shù)控彎管機(jī)的設(shè)計開發(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)果的有限元分析驗證所設(shè)計的彎管機(jī)是否符合技術(shù)要求。
    在研究的過程中主要完成了以下幾個方面的工作：
    (1)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)計的必要性。
    (2)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)。
    (3)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。
    (4)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。
    (5)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)果分析來驗證設(shè)計是否達(dá)到技術(shù)要求。