工業(yè)輕量化材料的新寵-復(fù)合材料

隨著產(chǎn)品輕量化進程的推進，復(fù)合材料以其輕質(zhì)高強，減振降噪等優(yōu)異的材料特性逐漸成為輕量化材料的新寵。對于包括汽車、軌道交通在內(nèi)的交通工具，復(fù)合材料的應(yīng)用為減少燃料消耗、降低污染排放提供了有效途徑，也大大降低了對基礎(chǔ)設(shè)施的要求。

世界范圍內(nèi)多個領(lǐng)域多家廠商已實現(xiàn)了復(fù)合材料的應(yīng)用，并取得了極大的成功。隨著復(fù)合材料原料的普及及價格的合理化，相信優(yōu)異的產(chǎn)品特性不僅能迎合市場需求，更可以行業(yè)未來的走向。

當(dāng)然如此強大的復(fù)合材料也并非十全十美。材料特殊性質(zhì)導(dǎo)致復(fù)材產(chǎn)品研發(fā)思路及方法較傳統(tǒng)材料產(chǎn)品相差巨大，開發(fā)難度顯著提高。因此，要提升復(fù)合材料產(chǎn)品的研發(fā)能力，需借助合適的軟件工具，輔助實現(xiàn)從復(fù)材設(shè)計到生產(chǎn)準(zhǔn)備的復(fù)材研發(fā)各項工作。

達索復(fù)合材料全流程虛擬研發(fā)解決方案

北京和遠科技基于達索產(chǎn)品，提供了一套從復(fù)材鋪層設(shè)計到輸出生產(chǎn)指導(dǎo)文件的全過程解決方案。具體功能包括鋪層設(shè)計、可鋪敷性分析、編織仿真、模壓仿真等，覆蓋復(fù)材開發(fā)流程各個方面。達索CPD復(fù)材解決方案以完善的功能和穩(wěn)定可靠的軟件環(huán)境，滿足了企業(yè)對復(fù)合材料研發(fā)設(shè)計及特殊成型方式的仿真需求。

目標(biāo)客戶涵蓋汽車、軌道交通、航公航天、體育、能源等行業(yè)，其他行業(yè)的復(fù)合材料產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)部門也是我們合作的重要伙伴。

我們的優(yōu)勢在于服務(wù)到位，技術(shù)援助強大，同時軟件本身功能完備，界面簡明，上手難度小，自動化程度高，設(shè)計產(chǎn)品模型質(zhì)量，可以與現(xiàn)有數(shù)字化平臺集成，實現(xiàn)復(fù)合材料全流程虛擬研發(fā)。

一體化復(fù)材設(shè)計、分析、制造全流程

航空航天是早探索復(fù)材產(chǎn)品研發(fā)的行業(yè)之一。通過數(shù)十年的摸索，在各類實際案例中積累了豐富的復(fù)材產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗。通過梳理篩選，提煉了各領(lǐng)域復(fù)材研發(fā)的共同點，形成了適用廣泛的研發(fā)流程如下。

一體化復(fù)材設(shè)計、分析、制造全流程

達索公司在長期與企業(yè)的合作中，深度交流，彼此成就，參與了無數(shù)行業(yè)標(biāo)桿案例的解決過程，積累海量的行業(yè)一手?jǐn)?shù)據(jù)。針對以上通用研發(fā)流程，達索也形成了自己所有學(xué)科匯集成單一數(shù)據(jù)流的一體化復(fù)材設(shè)計、分析、制造全流程解決方案。

一體化復(fù)材設(shè)計、分析、制造全流程解決方案

從上圖不難看出，達索CPD的復(fù)材解決方案幾乎覆蓋整個復(fù)材產(chǎn)品開發(fā)流程，幫助客戶一站式培養(yǎng)復(fù)材產(chǎn)品虛擬研發(fā)能力。同時我們的解決方案支持多種格式的數(shù)字模型，能很好的與其他主流軟件和平臺實現(xiàn)對接，與達索品牌下的產(chǎn)品更是有著先天的適配性。

軟件版本可根據(jù)需求采用CATIA V5 及3DE（CDE模塊及CMF模塊），不同之處主要在于軟件和平臺的架構(gòu)形式不同以及交互界面風(fēng)格的差異。篇幅關(guān)系從眾多產(chǎn)品功能中，選擇如下幾個重點功能進行簡單介紹 。

• 鋪層設(shè)計

達索CATIA品牌中的Composite Design模塊允許用戶采用手動鋪層、區(qū)域法、網(wǎng)格法的形式，對產(chǎn)品進行鋪層設(shè)計。功能覆蓋復(fù)合材料庫至鋪層設(shè)計間的流程。設(shè)計過程自動化程度高于其他產(chǎn)品，界面簡潔美觀，并且鋪層質(zhì)量高，集成多個常見接口，產(chǎn)生的鋪層結(jié)果可實現(xiàn)多個軟件間及研發(fā)流程上下游的高品質(zhì)傳輸，實現(xiàn)復(fù)材設(shè)計全流程傳遞。

鋪層設(shè)計

• 可鋪敷性分析

通過分析模具型面和復(fù)材鋪層方式，我們基于CATIA的解決方案可以通過拖拽鋪敷點，動態(tài)分析纖維變形情況，并根據(jù)纖維材料自身性質(zhì)，以彩色高亮形式提示該鋪層方式合理與否，以指導(dǎo)材料剪口位置和大小。并可根據(jù)材料幅寬，結(jié)合零件尺寸，對材料裁剪方式及鋪敷形式給予優(yōu)鋪敷指導(dǎo)。功能價值在可制造性分析階段有明顯體現(xiàn)。

可鋪敷性分析

• 模壓仿真分析

CATIA支持多種特殊復(fù)材成形方式，包括模壓及編織的仿真。模壓仿真功能是CATIA復(fù)材模塊的特色之一。通過動態(tài)仿真模擬，憑借達索系統(tǒng)強大的仿真工具，可時時查看復(fù)材的形變褶皺情況。虛擬產(chǎn)品的制作大程度預(yù)測并還原真實場景，大大減少了產(chǎn)品報廢率，節(jié)約成本的同時，提高了研發(fā)效率。功能價值在生產(chǎn)準(zhǔn)備以及工藝驗證階段有明顯體現(xiàn)。

模壓仿真分析

• 編織仿真分析

編織應(yīng)用作為CATIA復(fù)材模塊另一個特色，為管類零件及其他空腔零件的制造提供虛擬設(shè)計平臺及過程仿真分析，實現(xiàn)虛擬編織設(shè)計和編織輪機編織過程動態(tài)仿真。功能價值在生產(chǎn)準(zhǔn)備以及工藝驗證階段有明顯體現(xiàn)。

編織仿真分析

• 二維圖紙

由于采用原始三維模型及數(shù)據(jù)源，由模型產(chǎn)生的鋪層切面二維圖紙可通過點選，快速鏈接鋪層設(shè)計，標(biāo)注鋪層信息，在層數(shù)較多的鋪層設(shè)計上，較同類型產(chǎn)品有著顯著優(yōu)勢，極大程度幫助設(shè)計人員減少單調(diào)重復(fù)的工作量，釋放工程師被占用的時間精力，提高產(chǎn)品創(chuàng)新層面的產(chǎn)出。該功能有效幫助工程師完成工程圖紙和工藝圖紙階段的研發(fā)工作。

復(fù)合材料二維圖紙

此外，達索產(chǎn)品支持客戶定制，實現(xiàn)軟件與客戶的高度契合，也可配合激光等生產(chǎn)設(shè)備輸出數(shù)據(jù)輔助生產(chǎn)。同時plybook功能可以簡單快速生成各鋪層，展示各鋪層材料裁切情況及鋪層位置，作為工藝圖紙指導(dǎo)生產(chǎn)。除了以上復(fù)材特有的解決方案，常用的仿真校核、工藝規(guī)劃等，作為復(fù)材產(chǎn)品虛擬研發(fā)必不可少的環(huán)節(jié)，與之相對應(yīng)的產(chǎn)品同樣也在我們的解決方案之中。

工業(yè)界企業(yè)合作案例

達索系統(tǒng)擁有豐富的客戶案例，遍布各個國家，涵蓋多個領(lǐng)域，與空客、波音等行業(yè)頭部企業(yè)長期合作，具有雄厚的技術(shù)水平和實踐經(jīng)驗，是的復(fù)材虛擬研發(fā)解決方案提供者之一。

成功案例