随着现代地下工程、水利工程以及矿山开采等的建设需要,盾构技术发展成为现代最先进的隧道施工技术。相比其他的挖掘方法,它具有开挖快、安全、经济、降低劳动强度和环保等优点。而管片拼装机又是盾构机后配套设备的关键部分。目前我国对其关键技术掌握的很少,还需要与国外一些制造商合作,关键部件都需要从国外进口,价格昂贵,因此盾构机集成技术国产化的意义重大,势在必行。本文以新型全自动六自由度管片拼装机为研究对象,在对其进行了初步的结构分析和理论计算的基础上,应用Solidworks软件建立了该管片拼装机的虚拟模型,再通过ADAMS软件的接口,将虚拟样机输入其中,对管片拼装机动力学特性进行了仿真,重点对管片的拼装速度进行了详细仿真,结果表明管片抓取回缩阶段提升油缸应采用较慢的速度和较小的启动加速度,最大冲击载荷发生在管片拼装旋转至90度位置处,拼装机的旋转速度应保持在1rad/min以下,为现场施工提供了安全有效的数据。然后将仿真计算的结果作为关键部件有限元分析的边界条件,基于ANSYS对提升油缸和管片桥进行强度、刚度分析,并对油缸进行模态分析,确定其自振频率和相应振型,从而控制相应激振力的频率,避免该振型下的共振,为机械结构设计提供了进一步的依据。最后进行了管片拼装机现场测试,测试出拼装机的性能参数,提升油缸不同伸缩速度、启动加速度、周向旋转速度下最大载荷值。现场测试所得数据与虚拟仿真所得数据基本相符,验证了应用该虚拟仿真方法对管片拼装机进行分析和设计的正确性和可行性。