领先的复合材料仿真价值链解决方案

2006年7月,ESI集团和空中客车公司宣布在虚拟制造领域进行合作。基于空中客车的声明,ESI集团在CATIA V5环境下,对使用液态复合成型方法的复合材料制造进行了虚拟应用程序的开发,空中客车在其新型高级航空器项目中会大规模使用复合材料。     

国防CAE软件应用调查报告

CAE,即计算机辅助工程,主要指用计算机对所设计的产品的功能、性能与可靠性等进行计算和优化设计,对未来的工作状态和运行环境进行模拟仿真,并优化设计方案,以证实未来工程产品的实际性能。CAE可以用于静/动力学分析、流体力学分析、振动/弹性分析、热传导分析、噪声分析、辅助实验设计和虚拟样机制造等方面,并为上述领域的工作带来革命性的变化。目前,CAE工具已成为工程师们基本的工作手段,很多领域已是必须依靠CAE才能有效工作,例如在航空领域中,由于对产品高性能和高可靠性的需求,因此对CAE仿真平台也提出了更高的要求,航空企业迫切需要通过高性能的仿真平台对不同部件进行系统开发,以便在设计的初期阶段就可以对系统关键属性进行仿真分析。本次调查以问卷形式,面向CAE软件供应商、相关领域用户和相关研究机构3个方面展开。在CAE供应商方面,主要面向在国防领域有较多应用的供应商,如:安世亚太、ANSYS、ABAQUS、MSC、LMS、ESI、SAMTECH、DS、Altair、Solidworks和紫瑞CAE等;相关领域用户主要有:航空制造工程研究所、南京液压机电研究所、第一飞机设计研究院、沈飞集团、齐二机床集团、航天一院、航天五院...     

先进的焊接及热处理工艺仿真方案

ESI集团的焊接及热处理仿真方案结合了模拟焊接及热处理物理场的求解器(SYSWELD)和最短时间执行大型和复杂结构变形管理的仿真工具(PAM-ASSEMBLY),能够解决设计师、工艺师、制造从业者日常遇到的许多问题,可用于产品和工艺开发的任何阶段.     

大型碳纤维复合材料冂形梁的制造

全复合材料垂直尾翼是我国将碳纤维复合材料用于产品主要构件的首次尝试。全复合材料垂直尾翼由碳/环氧蒙皮、长桁、肋和梁组成,它的采用可以使垂尾减轻结构重量15%以上。这种材料的采用将使产品的性能得到一定的改善。 碳纤维复合材料具有可设计性,为大展弦比的机翼、整体机身及高推重比发动机的零件设计提供了可能性。但复合材料的各向异性给设计和制造工艺带来了许多麻烦。大型碳纤维复合材料门形梁的制造涉及到模具、制造工艺、变形等许多问题,必须在分析的基础上,用实验的方法,逐一确定     

民用飞机复合材料结构制造工艺变化的等效性验证

高性能复合材料已经大量应用于民用运输飞机结构,并以飞机主制造商协同供应商的方式进行复合材料飞机结构的制造。介绍了航空器适航审定对复合材料结构制造的适航要求,引出了复合材料结构制造工艺变化的等效性验证方法。目前,复合材料结构制造工艺变化的等效性验证是通过所制造复合材料物理的、化学和基本力学的性能试验,并对试验结果进行统计分析来实现的。最后提供了等效性验证的接受准则。所述内容,对国内民用飞机复合材料结构在不同供应商处制造以及制造过程中工艺变化如何满足航空器适航审定要求提供借鉴;对其它行业复合材料结构制造的质量控制也有借鉴意义。     

SAMCEF for Composite软件在复合材料分析中的应用

SAMTECH软件有限公司是世界上著名的有限元软件SAMCEF的开发商及供应商,公司成立于1986年,专注于机械系统虚拟仿真、结构有限元分析和多学科优化领域的软件工具,例如SAMCEF for Composite(复合材料结构分析专业集成软件包).     

面向“十二五”的虚拟科技——ESI2011用户论坛圆满落幕

2011年8月25~26日,2011年法国ESI集团中国用户论坛在北京天下第一城隆重召开,来自全国各地各行业的近300名代表齐聚一堂,共同分享ESI虚拟原型和基于仿真设计的经验、方法以及应用成果。面向了‘十二五’的虚拟科技的论坛主题充分展示了ESI集团面向中国十二五航空航天、地面交通和虚拟制造三个主要行业领域的虚拟原型解决方案。与往届相比,本次大会的参会人数明显增加,可见ESI在中国的影响力在不断增强。本刊记者有幸对到场的ESI高管进行了专访,了解到了ESI在航空航天领域的技术突破、发展规划以及来自高管层的管理理念。     

新一代复合材料及结构细节分析技术及其在航空行业的应用

作为P-method的真正工程化应用的StressCheck是新一代复合材料及细节结构强度分析软件,可快速得到高度可靠的分析结果,并可以参数化、标准化、自动化的方式进行分析工作。在复材的结构及功能设计、复合材料选材、铺层设计及验证等方面都能发挥很好的作用。     

民机复合材料油箱维护口盖研究

复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大,材料力学性能可设计等优点。复合材料油箱结构因制造性和维护性要求需要开维护孔,需要安装合适的油箱口盖结构。通过中央翼复合材料油箱口盖设计并开展制造工艺研究,对民用飞机复合材料油箱口盖结构设计提供技术支持。     

高性能热塑性复合材料在直升机结构上的应用与展望

高性能热塑性复合材料具有高韧性、优异的抗冲击损伤性能及较佳的抗疲劳性能,特别适用于以起落架、尾段、桨毂中央件及传动轴等为代表的直升机高损伤阻抗、高抗疲劳及弹击损伤容限设计需求特定结构部位。高性能热塑性复合材料在国外直升机上的应用正从实现关键层板结构部位全面应用拓展至复合材料夹层结构部位,并大量采用原位自动纤维铺放(automated fiber placement,AFP)等自动化、低成本制造技术和虚拟实验等低成本验证技术,受限于国产热塑性复合材料技术成熟度较低和新研复合材料体系传统积木式方法应用验证的高昂成本及漫长周期,国内直升机热塑性复合材料应用尚处于起步阶段,未来需要重点解决国产热塑性复合材料的性能稳定性及一致性以及在此基础之上的低成本自动化制造工艺、配套低密度耐高温芯材及高效率高置信度虚拟认证技术。     

FiberSIM在复合材料部件数字化设计制造中的应用

FiberSIM是一个可以实现复合材料数字化设计制造一体化的软件,它与CAD软件紧密集成,实现了设计和分析自动化,覆盖复合材料整个工艺设计过程,为复合材料的设计和制造提供全面的解决方案,适应了复合材料设计制造技术的发展要求。     

复合材料机翼下壁板对接区设计与分析

机翼对接设计是飞机结构设计的一个重要环节,其设计的好坏关系到飞机的飞行性能和使用安全性能。基于国外先进民用客机外翼与中央翼的对接结构形式,设计了两种复合材料机翼下壁板的对接形式,并对其连接强度和失效模式进行了研究。利用商业有限元软件ABAQUS结合内聚力单元模型,模拟壁板蒙皮/缘条界面的失效,并获得不同对接形式构件的脱胶起始位置;通过引入Hashin失效准则的有限元模型研究拉伸载荷下对接构件的承载能力,并校核了螺栓强度;最后,比较分析了两种构件的最终失效模式,为复合材料关键连接区的细节设计提供一种有效的方法。     

锥柱面螺旋线短程线与网格缠绕成型技术

针对复合材料网格结构筋条及蒙皮缠绕成型的需求,运用微分几何方法,对柱圆锥面螺旋线短程线进行了探讨。解决了复合材料网格结构筋条及蒙皮的缠绕成型问题。结果表明圆柱和锥段螺旋线的弧长和曲率计算方法,可用于圆柱段和圆锥段复合材料网格结构成型装置的设计生产和纤维缠绕。对数螺线和阿基米德螺线的弧长和曲率计算方法,可用于锥段复合材料网格结构软模成型装置的设计生产和纤维缠绕,为复合材料网格结构自动化制造创造了条件,同时针对工程需要,对不同的网格结构选择不同的加工成型方式,可大大降低加工难度,实现低成本快速批量生产。     

复合材料设计制造一体化中的固化变形预报技术

复合材料结构固化变形预报是设计制造一体化中的一项关键技术,可以指导模具与工艺参数设计、结构概念与细节设计,进行可制造性评价。国内外学者专家经过多年的研究,目前理论分析方法已经比较完善。     

数字化设计制造技术在直升机复合材料结构中的应用

本文论述了数字化设计与制造的基本概念,介绍了应用于复合材料结构数字化设计制造的相关软件,提出了复合材料结构数字化设计制造的主要内容及相关流程和应用实例。     

复合材料制造模拟技术推动工艺和设计的创新

Letov公司目前的项目是为主机厂制造卡箍。卡箍是机身结构中用到的很小的接合件。一个标准的卡箍由2个部分组成。为了降低生产成本和重量,Letov的工程师们探索着研发一种只需简单的一扣,而没有损伤力学性能的集成卡箍。为了完成这一目标,他们使用ESI的复合材料成型模拟软件PAM-FORM来分析和优化具有复杂形状的复合材料集成卡箍的成型工艺。PAM-FORM也被用来优化模具设计。     

Ω长桁和T长桁的工艺对比分析研究

在飞机复合材料蒙皮类构件的设计制造过程中,早期设计阶段,对不同长桁结构进行工艺对比分析研究,有助于提高加筋壁板的结构性能、便于工艺优选、节约制造成本,实现面向制造的低成本最优化设计。针对飞机复合材料蒙皮与Ω长桁、T长桁共固化的典型结构,阐述二者的制造流程及工艺特点;从制造工艺、工时、花费、产品重量和抗冲击性能等方面,对比Ω长桁和T长桁的优缺点;提出在飞机设计制造的并行工程中进行不同结构工艺分析的方法。结果表明:Ω长桁相对T长桁,具有重量轻、抗冲击性能好等优点,但其制造工艺更为复杂,报废率高,制造成本较高。     

虚拟装配仿真技术在飞机研制阶段的应用

飞机研制阶段在计算机里利用虚拟装配仿真软件将设计的产品三维数模进行装配工艺设计及仿真,可帮助产品摆脱装配物理样机及所涉及的工艺装备制造难题,有效地提高产品、工装的建模质量,有助于降低产品开发成本、缩短产品的开发周期.     

复合材料整体化结合界面失效模拟方法研究

复合材料结构界面失效分析有助于复合材料整体化结构细节设计,有必要进行界面失效问题分析.针对复合材料整体化结合界面进行有限元数值模拟失效分析方法研究,对承受不同载荷的结合界面选用不同的建模方法和失效模型.对于层压板失效,在Tsai-Hill判据基础上,增加破坏能判据;对于界面失效,提出基于应力、应变和破坏能的多级判据及其衰减方法.结果表明：本文方法建模简单、计算速度较快、计算结果与试验值吻合性好,可为复合材料整体化结构设计提供工程实用的分析方法.     

试验有限元建模和模型修改

 CATAS系统是用于全尺寸结构静力试验与分析的大型综合系统,目的之一就是为保证有限元分析和工程细节分析结果和试验测量结果的一致性和可靠性。对设计厂、所提供的强度校核的有限元模型如何修改后建立用于试验分析的有限元模型进行了论述。