虚拟样机技术在我国石油机械应用现状研究

石 油 机 械 C H I N A P E T R O L E U M M A C H I N E R Y 2 0 1 0年 第 3 8卷 第 8期 ●专题综 述 虚 拟 样机 技 术 在 我 国石 油机械 应 用现 状 研 究 盛 拥 军 ( 胜 利石 油管理局 ) 摘要 虚拟样机技术以计算机技术为依托，综合 多学科技术为产 品全 生命周期 的设计和评估 提供技术支持。石油机械虚拟样机 系统可以对正在开发的石油机械产 品进行三维多体动力学建模 与虚拟环境下的特性分析，打破 了 传统的设计方式，缩短 了设计 时间，节约了设计成本，使之 能 够快速响应市场要求，具有广 阔的应用前景。介绍 了虚拟样机技术的基本原理和发展概况 ，重点 研究其在国内石油机械设计领域的应用现状，详细分析 了虚拟样机技术的优势和不足 ，指 出了其 在 石油机械 领域 的发展 方 向。 关键词 石油机械 虚拟样机技术 建模 计算机仿真 0 引 言 虚拟样 机 ( V i r t u a l P r o t o t y p i n g ，V P ) 技术 又 称 机械系统动态仿真技术 ，是 2 0世纪 8 0 年代随着计 算机技术的发展而迅速发展起来 的一项计算机辅助 工程设计技术 。作为一项新型工程技术，虚拟样机 日 益显示出强大的生命力 ，正越来越多地应用于机 械 、电子 、航空 和国防等领 域¨ 。石油机械 产品 具有品种多、批量小 、资金密集 、技术含量高等特 点 ，设 计在 产 品 开 发 中 的地 位 十 分 重 要 ’ 。石 油 工业的蓬勃发展 ，也对机械设计 和制造技术不断提 出了新 的要求 ，虚拟样机技术必将得 到进一 步应 用。笔者拟在此介绍虚拟样机技术的基本原理和发 展概况 ，重点研究其在国内石油机械设计领域的应 用现状 ，详细分析虚拟样机技术 的优势和不足 ，同 时指出其在石油机械领域的发展方向。 1 虚拟样机技术 1 ． 1 虚拟样 机技 术与传 统设计 技术 石油机械传统的设计与制造过程是 ：首先进行 方案论证和概念设计 ( C o n c e p t D e s i g n ) ，制 图、制 造 物理样 机 ，然 后进行 试验 ，根据 试验结 果 ，验 证 和修改设计 ，再做物理样机 、试验⋯⋯周而复始地 进行 ，直到达到设计 目标。这样的设计方法设计周 期长，市场灵活性差 ，成本高。 虚拟样机技术直接利用 C A D系统提供的各零部 件的物理信息及其几何信息 ，建立模型，在计算机 ......