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复合材料设计与分析软件的介绍

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第１期　２０１０年３月　纤维复合材料　

ＦＩＢＥＲ　ＣＯＭＰｏＳＩＴＥＳ　Ｎｎ　ｌ　２７　

Ｍａｔ．，２０１０　

复合材料设计与分析软件的介绍　

潘熹，李子龙，李冬梅　

（哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨１５００３６）　

摘要伴着复合材料的广泛应用，多种复合材料设计、分析软件相继开发出来，使复合材料的设计与分析变的更　加便捷、准确。本文介绍了Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ、ＥＳＡＣｏｍｐ等４种复合材料设计、分析软件，描述了各自的主要功能和特　性，以及在复合材料设计、分析中发挥的作用。　关键词　复合材料设计；分析软件；Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ；ＥｓＡｃｏｍｐ；ＳＹｓＰＩＪＹ；ＦｉｂｅｒｓｌＭ　

Ｔｈｅ　Ｓｕｍｍａｒｙ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｏｆｔｗａｒｅｓ　

ＰＡＮ　Ｘｉ．ＬＩ　Ｚｉｌｏｎｇ．ＬＩ　Ｄｏｎｇｍｅｉ　（Ｈａｒｂｉｎ　ＦＲＰ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００３６）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｍａｎｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅｓ　ａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｘａｃｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｌｉｓｔｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ，ＥＳＡＣｏｍｐ，ｅｔｃ．ａｎｄ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｔｈｅｉｒ　ｍａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ．　ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ；Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅｓ；Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ；Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ；ＥＳＡＣｏｍｐ；ＳＹＳＰＬＹ；ＦｉｂｅｒＳＩＭ　

１　引　言　２．１　

复合材料以其高强轻质、性能各向异性和结构　

可设计性等特点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶　

等领域。但复合材料铺层结构设计较为复杂，性能　

分散性大，这些问题和缺陷使复合材料的进一步推　

广应用遇到了阻碍。为解决上述问题，多种复合材　

料设计、分析软件被开发、运用于复合材料的设计和　

制造中，大大的方便了复合材料的分析、设计过程，　

本文介绍Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ、ＥＳＡＣｏｍｐ、ＳＹＳＰＬＹ、Ｆｉｂｅｒ．　

ＳＩＭ四种软件的主要优越性及其在复合材料分析、　

设计过程中所发挥的作用。　

２　Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ软件（简称ＬＴ）　

Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ是由英国Ａｎａｇｌｙｐｈ软件公司推　

出的独具特色的一款软件，它集复合材料结构设计、　

分析和制造于一身，Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ由显示、设计、分　

析、检查以及制造工艺５个功能模块组成，分别涵盖　

了三维模型可视化显示、材料铺层等信息建立与编　

辑、层合板性能生成、商业化有限元软件结果可视化　

检查以及制造工艺信息及下料图形的输出。　

Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ主要功能：　显示模块　

显示模块的界面如图１所示。　

图１显示模块界面　

Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ可以读取包括：行业标准　．　

Ｌａｙｕｐ文件，ＮＡＳＴＲＡＮ的　．ｎａｓ、　．ｂｄｆ及　．ｆｅｍ　

等输入文件，Ａｎｓｙｓ的　．ｃｄｂ文件，ＦｉｂｅｒＳＩＭ的　．　

ｆｍｌ数据文件，以及ＣＡＤ的ＳＴＬ格式文件；以多种模　

式和多视角显示模型网格，有透视图、剪切视图、拾　

取视图、印刷视图等；Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ的显示模块能　

够显示材料特征，覆盖和量化使用方法；显示单层覆　

盖、纤维取向、铺覆图案、平面样板图、边界、材料、物　

理和铺覆特征和源于每层的铺层；显示偏移定义；

显　纤维复合材料　２０１０正　

示厚度分布；显示每个有限元层合特性细节。　

２．２设计模块　

Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ的设计模块能够创建和修改材　

料、单层、偏置和铺层，处理结构中所有与复合材料　

相关的问题；并可使用子层，以隔开结构部件；铺覆　

选择，包括开口、同一单层中不同部分铺覆顺序、织　

物尺寸限制和种子曲线限制等，以跟随特定结构特　

征。　

２．３检查模块　

该模块能提供快速和便捷的有限元分析结果后　

处理。读取ＡＮＳＹＳ结果文件（　．ｒｓｔ）进行后处理；　

在不需要有限元重新求解的前提下对整个铺层结构　

进行小的修正和交互显示重分配层的应力和失效计　

算；通过逐层的单元厚度、输出应力和失效指数等的　

曲线，清楚标识出重要应力分量和问题点；输出原始　

全局层的任意结果曲线，让载荷路径显得清晰和正　

确的解释优化策略；检查模块能够使设计师立即领　

会任何工况（或多工况）对层合复合材料结构的影　

响，能够快速圈定危险点范围，识别问题，快速评估　

校正方法，并且采取正确行动，如图２所示。　

图２过载区域检查　

２．４分析模块　

分析模块可以写入包括所有层合板信息的　

ＮＡＳＴＲＡＮ或者ＡＮＳＹＳ格式的输人文件，也即转换　铺层信息到有限元特性，为分析做准备。基于设计　

模块创建的铺层信息，或者从　．Ｌａｙｕｐ文件直接读　

取，或者通过ＦｉｂｅｒＳＩＭ的文件（设计模块）导入，创　建层合板特性数据进行有限元分析。　２．５制造模块　

该模块主要功能包括：导出到模具表面以用于　ＣＡＤ；处理多种已存在的平面样板图铺覆在模具上，　

支持有限宽度重叠窄条的创建并导出到ＣＡＤ系统；　

导出表格格式的完整或者部分单层信息表，以及单　

层铺覆的图表和特征，可以输出到标准ＨＴＭＬ格式　（网页浏览格式），以达到最大兼容性，或者针对公　

司的特定定制导出到微软ＷＯＲＤ（可选）格式。　

Ｌａｍｉｎａｔｅ　Ｔｏｏｌｓ桥接了复合材料设计、分析和制　

造的整个流程，强大的可视化功能使其在审核设计　

和查明材料特性需要审查的问题区域时极具使用价　

值，创建复杂层合板的功能使其在处理大量铺层信　

息时极其有用，创建并输出单层信息表的功能使其　

在逐层检查和铺层可视化上极具优势。　

３　ＥＳＡＣｏｍｐ软件　

ＥＳＡＣｏｍｐ是由芬兰赫儿辛基大学轻型结构材　

料实验室，开发的一款专业复合材料设计、分析软　

件，它具有基于微观力学分析的广泛的实体／夹层　

板分析、设计能力，而且包含了针对单层板、层压板、　加筋板、梁和柱体，以及胶接和机械连接等等各种复　

合材料结构形式、连接形式的分析工具。　ＥＳＡＣｏｍｐ主要功能：　

３．１分析功能　

一般的微观力学关系在精确模拟复合材料行为　

时有很多缺陷，因此在实际的设计工作中，需要使用　

更可靠的单层的试验测试数据。ＥＳＡＣｏｍｐ提供了　

基体的混合率公式来预测工程常数和各种膨胀系　

数。而且，用户还可以定义专门的微观力学分析模　

型，见图３。　

｜　薄　要懑　｜　

｜｜　

图３可以在不同的坐标系统下来研究层合板单层的应力或应变　

３．２设计功能　层合板结构的设计通常是对不同材质、层厚度　

和铺层方式的组合进行试选找到合适的结构构造。　

虽然材质组合和层合板铺层方式有无限多种可能，　

但是实际考虑通常局限在设计空问的范围之内。　

ＥＳＡＣｏｍｐ程序分析同数据库以及许多结果数据估　

计的方法一起支持该种类型的交互式设计方法。　

３．３衔接功能　

ＥＳＡＣｏｍｐ程序提供了同主流有限元ＡＢＡＱＵＳ、　

ＡＮＳＹＳ、Ｉ—ＤＥＡＳ、ＭＳＣ．Ｎａｓｔｒａｎ和ＮＩＳＡ的双向交互　

界面（见图４）。ＥＳＡＣｏｍｐ支持有限元程序中的层　１期　潘　熹等：复合材料设计与分析软件的介绍　

壳单元。对于一些有限元软件包，ＥＳＡＣｏｍｐ同样支　

持其使用普通的壳单元。在这种情况下，ＥＳＡＣｏｍｐ　

程序输出层合板刚度矩阵而不是材料数据和铺层方　

式。有时使用有限元软件的实体模型对层合板结构　

进行非常详细地分析。　

３．４扩展功能　

此功能中用户可以使用ＣＬＩＰＳ语言来定义附加　

的失效准则和微观力学模型；通过批处理模式在其　

它软件中运行；ＥＳＡＣｏｍｐ具有友好的图形化用户界　

面，多重分析和图形化结果显示，多级别的专业数据　

库，而且有强大的层合板分析功能；专业的复合材料　

设计能力；成熟的有限元接口和完备的失效准则。　

鬻０麓　＿¨　一０　一一　＿Ｉ　礴％＃　ｍ＊‰秘　－　０ｌ毫　０　一＇　＿　０　。　舞秘　ｌ　ｌｊ　ｌ蠢薯１　。　一－二一　Ｉ　一～　一一　＇ｌ§　ｔ｜鬻年　－ＩＩ　：一：　：ｕ　ｕ　。。　一　蒜　誉　．　一　？一慧■ｌ＿　…一　’　０：　Ｉ１＿　；ｓ罐ｓ　＿‘＿Ｉ　；　搿诅．．．１禳　

图４针对ＡＮＳＹＳ程序的ＥＳＡＣｏｍｐ交互界面　

４　ＳＹＳＰＬＹ软件　

ＳＹＳＰＬＹ是由ＣＯＭＰＯＳＩＣ公司开发的一款软　

件，它能够提高复合材料制品的结构分析能力，可使　

大部分的建模过程自动化，用户只需对各层面进行　

工作而不必考虑个别独立因素，ＳＹＳＰＬＹ能观察层　

压材料等应力图，以及检视层问分离现象。它是设　

计、分析和优化复合材料结构的专业软件。　

ＳＹＳＰＬＹ主要功能：　

４．１　ＣＡＤ数据输入／输出和网格划分　

ＳＹＳＰＬＹ内嵌的网格划分器能自动读人外部的　ＣＡＤ数据，并进行快速的几何清理和几何修复能自　动生成２Ｄ和３Ｄ网格，并以ＡＳＣＩＩ格式输出，可以　

对节点和单元进行分组，称为ｓｕｂ—ｇｒｏｕｐｓ，边界条　

件和载荷条件可以定义在这些ｓｕｂ—ｇｒｏｕｐｓ上，以　后的计算变成网格无关，可以在同一个有限元输人　

中反复使用。　

４．２复合材料的设计优化　

ＳＹＳＰＬＹ的多物理场后处理能力为深入了解铺　

层的力学特性提供了方便。通过膜、弯曲和扭转模　

块可以研究特定的载荷条件。多重失效准则法能提　

供各个连续层的等效应力值，通过显示沿厚度方向　

的应力值（图５），设计人员可以快速找到危险区域，　图５应力值显示　

然后可以得到每一层的临界失效结果。　

ＳＹＳＰＬＹ求解器提供了广泛的处理能力，包括：　

线性力学（壳和实体）、非线性力学（仅壳）动力学分　

析。ＳＹＳＰＬＹ的铺层编辑器通过一个等效力学特性　

的连续显示来生成一个图形化的铺层布置序列。铺　

层是通过单层板或子铺层来建立，没有层数目限制。　

单层板的详细信息可以马上检查，而层板在某一点　

的堆叠可以通过横截面来显示，如图６。　

图６　ＳＹＳＰＬＹ铺层编辑器　

４．３　用户友好和流程驱动的特点　

ＳＹＳＰＬＹ简化了材料和几何的关联，通过包含　自动铺层和卷绕选项来集成加工过程。在结构上层　

板的方向与铺层方向解耦，两者都可以在壳元上用　

图形显示。ＳＹＳＰＬＹ专门的有限元算法，广泛的单　

元种类使得用户可以在设计过程的每个阶段采用恰　

当的方法；多层２Ｄ和３Ｄ单元；包含各种耦合效应　

的横向剪应力计算；２Ｄ和３Ｄ单元网格组合。　ＳＹＳＰＬＹ使工程师可以在复合材料进行复杂加　

工前，方便地计算其铺层特性，诸如纤维缠绕，铺层　等。它可以帮助企业加快设计流程，并通过减少材　

料浪费和样机测试数目来达到降低成本的目的。　

５　ＦｉｂｅｒＳＩＭ软件　

ＦｉｂｅｒＳＩＭ是由美国ＶＩＳＴＡＧＹ公司设计开发的　

一款复合材料设计软件，它独有的复合材料仿真技　

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基于CATIA的复合材料结构优化设计

基于CATIA的复合材料结构优化设计

第３期　２０１１年９月　纤维复合材料　ＦＩＢＥＲ　ＣｏＭＰｏＳＩＴＥＳ　ＮＯ．３　７　Ｓｅｐ．，２０１１　基于ＣＡＴＩＡ的复合材料结构优化设计　陈家正　，高禹　，张振龙　（１．哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨１５００３６）（２．空军驻长春地区军事代表室，长春１３００１２）　摘要简述了ＣＡＴＩＡ软件在复合材料结构设计中的应用，利用ＣＡＴＩＡ设计软件中的Ｃｏｍｐｏｓｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ（复合材料　设计）和Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ（有限元结构分析）模块对复合材料方形盖体进行三维实体结构设计与力学分　析。通过计算得出了方形盖体的工艺角　＝１４。时，方形盖体的密封面变形最小，优化了方形盖体的结构，利用　ＣＡＴＩＡ中的Ｃｏｒｅ＆Ｃａｖｉｔｙ　Ｄｅｓｉｇｎ（阴阳模设计）模块设计出复合材料方形盖体的阴阳模。　关键词复合材料；ＣＡＴＩＡ有限元分析；结构优化设计；阴阳模设计　ＣＡＴＩＡ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ＣＨＥＮ　Ｊｉａｚｈｅｎｇ　，ＧＡ０　Ｙｕ　，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｌｏｎｇ　（１．Ｈａｒｂｉｎ　ＦＲＰ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００３６，Ｃｈｉｎａ）　（２．Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ａｆｆａｉｒｓ　Ｄｅｐｕｔｙ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　ＰＬＡ　Ａｉｒｆｏｒｃｅ　ｉｎ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　１３００１２，Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ　ＣＡＴＩＡ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｕｓｉｎｇ　ＣＡＴＩＡ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｄｅｓｉｇｎ）ａｎｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ（ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ）ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓ－　ｉｔｅ　ｓｑｕａｒｅ　ｃｏｖｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　３　Ｄ　ｅｎｔｉｔｙ　ｂｏｄｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ　ｓｑｕａｒｅ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｇｌｅ　ｆｏｒ　ｃｏｖｅｒ　ｂｏｄｙ　１４。，ｓｑｕａｒｅ　ｃｏｖｅｒ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｑｕａｒｅ　ｃｏｖｅｒ　ｂｏｄｙ，ｕｓｅ　ｔｈｅ　ＣＡＴＩＡ　Ｃｏｒｅ＆Ｃａｖｉｔｙ　Ｄｅｓｉｇｎ（ｃａｖｉｔｙ　ｂｌｏｃｋ　ａｎｄ　ｆｏｒｃｅ　ｐｉｓｔｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ）ｍｏｄｕｌｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｃｏｍ－　ｐｏｓｉｔｅ　ｃｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｂｏｄｙ　ｓｑｕａｒｅ　ｃａｖｉｔｙ　ｂｌｏｃｋ　ａｎｄ　ｆｏｒｃｅ　ｐｉｓｔｏｎ．　ＫＥＹＷＯＲＤＳ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃａｔｉａ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｏｌｄ　ｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｒｅ＆ｃａｖｉｔｙ　ｄｅｓｉｇｎ　１　引言　ＣＡＴＩＡ最早由法国达索飞机公司研制，后来属　于ＩＢＭ公司，是一个高档ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ系统。广　泛用于航空航天、汽车、模具等领域。ＣＡＴＩＡ可在　设计阶段分析零件在特定工况下内部的受力状态。　利用该功能，在满足零件设计要求的基础上，可以充　分优化零件的设计。根据其提供的３Ｄ线架，用户　可以精确地建立、修改与分析３Ｄ几何模型。其曲　面造型功能包含了高级曲面设计和自由外形设计，　用于处理复杂的曲线和曲面定义，并有许多自动化　功能。ＣＡＴＩＡ提供的装配设计模块可以建立并管　理基于３Ｄ的零件和约束的机械装配件，自动地对　零件问的连接进行定义，便于对运动机构进行早期　分析，大大加速了装配件的设计，后续应用则可利用　此模型进行进一步的设计、分析和制造。ＣＡＴＩＡ中　的有限元分析程序，可以进行应变、应及位移分析。　该软件的后处理程序支持铣床、车床和多轴加工。　本文利用ＣＡＴＩＡ设计软件对某复合材料模压　方形盖体进行结构优化设计及模具设计。图１为某　复合材料方形盖体的结构示意图，该复合材料方形　盖体形状复杂，要求将ａ、ｂ、ｃ三点固定，内部承受特　定压力的情况下，工艺角Ｏｔ取何值时密封面的变形　最小。　２结构优化设计　２．１　建模　根据图１所示的结构，利用ＣＡＴＩＡ设计软件中　的零部件设计模块建立三维实体模型（图２）。　２．２定义材料属性　利用ＣＡＴＩＡ设计软件中的Ｃｏｍｐｏｓｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ（复　合材料设计）模块定义复合材料方形盖体的材料属　性，材料为ＧＬＡＳＳ，将材料参数输入Ｃｏｍｐｏｓｉｔｓ　Ｐａ—　ｒａｍｅｔｅｒ（复合材料属性对话框）中。如图３所示，在　对话框内定义４行材料参数值，分别为（０，０）、（４５，　４５）、（一４５，一４５）、（９Ｏ，

FIBERSIM软件在工程应用上的技巧

FIBERSIM软件在工程应用上的技巧

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FIBERSIM软件在工程应用上的技巧

作者：张玉华 黄勋 尹晓霞

来源：《电子技术与软件工程》2015年第05期

摘 ;要

本文介绍了FIBERSIM软件在铺层设计中一些应用技巧，着重叙述了对ply的编辑以及多个Laminate的应用。

【关键词】FIBERSIM ;软件 ;铺层设计 ;技巧

复合材料以其高强轻质、性能各向异性和结构可设计性等特点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。而复合材料铺层结构设计较为复杂，过去通过传统的二维软件进行设计，工人根据二维图手工铺贴，设计和制造效率很低，已不能满足复合材料的批量化生产。为解决上述问题，多种复合材料设计、分析软件被开发、运用于复合材料的设计和制造中，大大的方便了复合材料的分析、设计和制造过程。 FiberSIM软件就是其中的之一，设计人员使用FiberSIM软件能快速可视化铺层形状和纤维方向，在设计阶段即发现制造问题，并采取相应的纠正措施，其已在复合材料铺层设计上得到了广泛的应用。在FiberSIM软件的实际应用中，如果能熟练掌握它的命令及其技巧，将有助于更好的提高工作效率。

1 CEE使用中的技巧

1.1 对ply的编辑

在一些简单零件铺层设计时，我们可以采用先创建相同的ply，然后对所有ply进行编辑来进行。在ply显示窗口，选中所有ply按右键“modify”，在name栏输入“P0010，10”（意为以PB0010开头，按+10递增），即可将ply的名称改为“P0010、P0020、P0030……”，在step栏输入“10，10”，step值即改为“10、20、30……”;做完这些后，再按“Ctrl+T”，ply就会以表格的形式出现，在此就可以很方便的更改各个ply的材料、角度等参数。对layer进行编辑时以上操作同样适用，只是在layer中一些继承性的信息不能更改。

部分行业常用软件介绍

部分行业常用软件介绍

HydroComp.NavCad.2004.v5.08 用于对船舶航速和动力性能的预测和分析

HydroComp.PropExpert.2004.v5.03用于对工作船和游艇的推进系统进行选择和分析

PROTEUS.ENGINEERING.MAESTRO.V8.7 船舶制造业设计软件

Shape3d.V6.10 根据海浪和帆板的概念，用计算机数控机器设计帆板等3d图形的专业工具。

通用前后处理Samcef Field

GT PRO 联合循环和热电联产燃机电厂设计软件

STEAM PRO火电厂设计软件

Steam-MASTER 常规电厂仿真软件

THERMOFLEX通用热能系统设计和仿真软件

常规火力发电STEAM软件

线性分析Samcef Linear,

非线性分析Samcef Mecano

热分析Samcef Thermal

显式分析软件EUROPLEXUS

转子动力学分析Samcef for rotor

机床静动力学仿真分析软件Samcef for Machine Tools

空间展开结构仿真分析软件Samcef for Deployable Structures

充气展开结构仿真分析软件Samcef for Inflatable Structures

断裂力学分析软件Samcef for Fracture Mechanics

复合材料分析软件Samcef for Composite

振动噪声分析软件OOFELIE Vibroacoustics

压电材料分析软件OOFELIE Piezoelectric materials

高压电缆分析软件Samcef HVS

过程管理和多学科优化分析软件Boss Quattro

地层孔隙压力破裂压力预测软件DrillWorks

机械动力学分析软件LMS Virtual Lab

分子动力模拟可视化软件gdpc SCA 时间序列预测软件

FastCAM自动编程套料软件

SIMILIA FE-SAFE介绍

SIMILIA FE-SAFE介绍

一、SIMILIA FE-SAFE介绍

Fe-safe 是世界上最先进的高级疲劳耐久性分析软件，是基于有限元模型的疲劳寿命分析软件包。由英国 Safe Technology 公司开发和维护。2013年被Dassault Systemes收购，作为达索Simulia品牌下的疲劳耐久性分析软件系统。

Safe Technology是设计和开发耐久性分析软件的技术领导者，在软件开发过程中，进行了大量材料和实际结构件的试验验证。在多轴疲劳耐久性分析产品和服务中，Fe-safe 是旗舰性的产品。新版本中，引入了超过100项功能的改进，保持了最高级耐久性分析软件的领军地位，分析速度有了显著的提高，并且添加了很多新特征和一些独特的功能，使功能更强大。用户界面的改进，使得 Fe-safe 更容易使用。

二、SIMILIA FE-SAFE模块介绍

:

1. SIMULIA fe-safe(基础疲劳分析包):

工业行业给制造商施加越来越大的压力，要求其使用更少的材料，提供轻量级但更强劲的组件，降低维护成本和召回成本，用更少的时间。

许多公司使用先进的有限元分析计算设计压力，但疲劳分析往往仍然通过电子表格分析方式，人工采集的应力。由于非常容易错过失效位置，这种方式耗时和不可靠的。实验室中针对原型机的结构组件疲劳测试亦非常的耗时。如果原型机过早失效，则一种昂贵的、设计-测试-再设计的开放式循环是必要的。项目时间节点和交付就会延迟。

采用fe-safe作为用户设计过程的集成组件，可以使用户具备:

--优化设计，采用更少的材料;

--减少产品召回和保修成本;

--优化和验证设计和测试项目;

--在单一用户界面，提高相关性测试和分析;

--减少原型样机测试时间;

--缩短分析时间，从而减少人工时间;

--增加用户信心，用户产品设计一次性通过测试时间表。

fe-safe帮助用户解决一下问题: