基于3DEXPERIENCE平台的复合材料设计制造解决方案

由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。

复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大，其特点是比重小、比强度和比模量大，是制造具有高性能轻型结构的理想材料。然而，设计和大规模生产复杂且可生产的复合材料零件是非常复杂和昂贵的。

3DEXPERIENCE平台为复合材料设计提供了一个以过程为中心的解决方案，让设计师和制造商减少设计和制造复合材料部件所需的时间。帮助企业控制复合材料开发和建设成本，减少制造周期时间和缩短上市时间；预测全局行为，以避免过度设计部件、破坏最初的轻量级属性并产生额外的成本；执行繁琐、复杂的铺层设计，同时通过考虑制造约束条件和产生必要的输出来确保可制造性；实现设计部门和制造部门的并行交互工作，以避免误解、错误和延迟。

1 复合材料设计方法

3DEXPERIENCE平台提供多种不同的复合材料设计方法，满足各类不同类型的复合材料件设计及制造工艺。

1.1  传统区域设计

区域设计是通过引入应力的厚度规律来获取分析约束条件并预测零件在设计环境中的行为的理想方法。达索提供了易于使用的专用区域(几何和层压板)的创建和修改功能。基于区域的建模能够为原型中的复合材料部件的早期集成生成概念性实体或IML表面，并实现与配合部件的并行工程，从而大大节省了时间。

从初步设计到详细设计，CPD提供了高效的自动铺层生成功能，并自动管理铺层的错层和堆叠规则。快速、自动地从区域过渡到层的能力，同时保持完全的关联性，使设计师能够专注于设计意图，并帮助极大地减少几何任务的数量。

1.2  格设计

格设计方法使应力分析和复合材料设计之间有更好的联系。它考虑了复合材料设计中使用的结构元素(如加强筋、框架等)，非常适合于机翼或机身桶等大型复杂结构。 格设计通过自动化和优化匹配结构元素上下文中的面板定义，来促进装配上下文中的复合设计。

当设计者准备从 格中创建层时，可以通过选择不同的算法、层的形状和可设置的丢层模式来实现设计的进一步优化。强大的铺层修改功能也可用于完善设计，无论是通过交换铺层边缘来优化铺层形状，沿着首选路径重新生成一组铺层，轻松计算或修改局部铺层丢层。

1.3  实体切片

通过实体切片，快速生成每层铺层轮廓，创建等厚铺层。

2 达索系统复合材料设计支持的制造工艺

达索复合材料解决方案致力于解决以下制造过程:

手工铺设织物或UD带:目前最常见的制造技术(估计50%的FRPs部件)。

大部分液体复合材料成型技术(RTM, VARTM和RFI)：软件合作伙伴(ESI, Convergent)。

大部分自动铺放过程(胶带铺放，纤维铺放)：软件合作伙伴(Coriolis,Ingersoll, MAG/FIVES, MTorres…)。