CATIA V5復(fù)合材料設(shè)計

引言隨著航空工業(yè)的發(fā)展，復(fù)合材料的應(yīng)用顯得越來越重要。復(fù)合材料的設(shè)計與傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，需要考慮諸多的因素，如：多種的材料組合、材料的各向異性、材料的鋪層順序、產(chǎn)品的可制造性等°CATIAV5為復(fù)合材料設(shè)計提供了一整套完整而專業(yè)的解決方案，包括復(fù)合材料本體的設(shè)計、DMU/CAE分析、可制造性分析等等。本文以蜂窩夾層復(fù)合材料為例，介紹了CATIAV5對復(fù)合材料從設(shè)計、分析到制造的全過程。一、蜂窩夾層復(fù)合材料簡介蜂窩夾層結(jié)構(gòu)主要由兩層面板（蒙皮）中間夾以蜂窩芯材（夾芯）用膠粘劑膠接構(gòu)成，具有比強度和比剛度高，抗疲勞性能好和耐腐蝕等優(yōu)點，同時還具有許多特殊功能，如：減震、消音、吸音、吸收和透射電磁波、隔熱以及導流和變流等功因此隨著航空工業(yè)的發(fā)展，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在飛機結(jié)構(gòu)上廣泛應(yīng)用，如：前緣、后緣翼面，襟翼，擾流片，升降舵，方向舵，整流罩，地板，隔板等均為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件的構(gòu)成包括：（圖1）圖1蜂窩夾層復(fù)合材料a） 面板；b） 邊緣閉合件c） 蜂窩夾芯。航空蜂窩夾層結(jié)構(gòu)多采用鋁合金板或復(fù)合材料板材作面板，用鋁、芳綸紙或玻璃布蜂窩作夾芯材料，用熱固性膠粘劑通過加熱加壓的方法將二者粘接成為整體。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件可按不同的情況分為：1）按面板材料：分為復(fù)合材料面板和金屬面板；（本文針對復(fù)合材料面板）2）按夾芯類型：分為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)和蜂窩/泡沫塑料混雜夾層結(jié)構(gòu)；3）按蜂窩材料：分為金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和非金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。二、CATIAV5復(fù)合材料設(shè)計我們將復(fù)合材料的設(shè)計劃分為：初步設(shè)計階段、詳細設(shè)計階段、加工詳細設(shè)計階段、加工輸出階段等四個階段（圖2）。fWojLKlj.i||"S?7i"tMl；rinCPPL^cuWiJt.UKIfWojLKlj.i||"S?7i"tMl；rinCPPL^cuWiJt.UKIA￥1H€；P口nMMMHir；抽I刪I呂計TRAlKFF-ILrWIL|3Hfl，G-亠丄Lhl：LiltOUP<■r.ara,乞u?ira?CATIAV5Compositedesign（CPD）復(fù)合材料設(shè)計以流程為中心，能滿足以上各個階段的用戶使用需求，為用戶提供完整端到端的復(fù)合材料解決方案。2.1復(fù)合材料初步設(shè)計階段蜂窩夾層零件復(fù)合材料零件是由支撐面，蜂窩和外表面構(gòu)成（見圖1）；支撐面、外表面分別為鋪層復(fù)合材料鋪層，蜂窩為實體。因此，在進行復(fù)合材料設(shè)計前，我們必須在CATIA曲面設(shè)計（GSD）和零件設(shè)計（PDG）中，準備相關(guān)的曲面、相關(guān)輪廓線和蜂窩實體，然后再進入到CompositeDesign中進行復(fù)合材料設(shè)計。在初步設(shè)計階段，CATIA復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能:建立復(fù)合材料庫，根據(jù)用戶的需求，定義復(fù)合材料屬性，基本參數(shù)包括所屬

材料庫、纖維鋪設(shè)角度、復(fù)合材料有限元屬性等。選擇定義好的復(fù)合材料庫、復(fù)合材料屬性（如纖維方向的命名和排序），并且設(shè)置CATIA復(fù)合材料環(huán)境參數(shù)。根據(jù)已經(jīng)有的支撐面及輪廓定義ZonesGroup.1（區(qū)域組1）;在ZonesGroup.l內(nèi)定義區(qū)域和過渡區(qū)，并且根據(jù)設(shè)計要求定義層壓板相關(guān)屬性。ZonesGroup.1的區(qū)域和過渡區(qū)域ZonesGroup.1的區(qū)域和過渡區(qū)域分析邊界狀態(tài)分析邊界狀態(tài)分析邊界狀態(tài)分析的內(nèi)容包括：區(qū)域之間的邊界分析，分析結(jié)果如下黃色表示區(qū)域外部輪廓。紅色表示兩個區(qū)域的連接線。過渡區(qū)域之間的邊界分析，分析結(jié)果如下：綠色表示區(qū)域外輪廓線。藍色表示區(qū)域和過渡區(qū)域的邊界藍綠色表示兩個過渡區(qū)的邊界。

根據(jù)分析的結(jié)果，定義強制過渡點（ITP）;重新進行邊界狀態(tài)分析，直到滿足設(shè)計要求。根據(jù)區(qū)域組生成頂層表面，該頂層表面為外表面的參考曲面。生成實體和頂層表面曲面修剪切換到曲面設(shè)計（GSD），通過Trim（修剪）的功能，將頂層表面與蜂窩表面進行修剪;得到蜂窩的外表面。并將相關(guān)的輪廓線重新替換到外表面上。生成蜂窩外表面定義外表面區(qū)域組返回到復(fù)合材料設(shè)計，根據(jù)第7步定義好的外表面及輪廓定義ZonesGroup.2（區(qū)域組2），在ZonesGroup.2內(nèi)定義區(qū)域和過渡區(qū)，并且根據(jù)設(shè)計要求定義層壓板相關(guān)屬性。

定義外表面區(qū)域組分析邊界狀態(tài)如果不滿足設(shè)計要求，則定義強制點（ITP），再重新分析直到滿足設(shè)計要求。如果滿足設(shè)計要求，由定義好的區(qū)域組生成鋪層表，鋪層表為Excel或Text格式；鋪層表包含層壓板相關(guān)信息：鋪層順序、鋪層、材料、纖維鋪設(shè)方向、幾何基準、鋪層所在區(qū)域。根據(jù)設(shè)計要求，調(diào)整鋪層表，調(diào)整鋪層順序，并且管理層壓板信息直到滿足設(shè)計要求。2.2復(fù)合材料詳細設(shè)計階段初步設(shè)計完成后，進行工程詳細設(shè)計，CATIA復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能：!17井紡熨塚出工穆詳細設(shè)計*當軻斛卄桁!17井紡熨塚出工穆詳細設(shè)計*當軻斛卄桁復(fù)合材料詳細設(shè)計鋪層生成復(fù)合材料分析爆破顯示工程制圖定義CPD中提供三種鋪層的生成方法：第一種方法是將在初步設(shè)計階段中定義好的鋪層表或者區(qū)域組，導入到CPD中直接生成鋪層，過渡區(qū)鋪層的臺階系統(tǒng)將自動生成。第二種方法是根據(jù)初步設(shè)計階段定義好的區(qū)域組，生成整張鋪層和臺階邊界（ETBS），并且生成帶ETBS的鋪層表文件（格式為Excel或者Text）。設(shè)計工程師可根據(jù)臺階邊界（ETBS）及鋪層文件提供的信息，手工的設(shè)計修剪鋪層和鋪層臺階，直到滿足設(shè)計要求。設(shè)計工程師也可以調(diào)整鋪層文件中邊界臺階（ETBS）參數(shù)和方向，然后再將鋪層文件導入到CPD中，生成鋪層及鋪層臺階。第三種方法是根據(jù)鋪層輪廓，手工生成單一鋪層，這種方法經(jīng)常用于夾層復(fù)合材料蜂窩夾層單一外表面鋪層。生成支撐表面鋪層將ZonesGroup.l（區(qū)域組1,支撐面組），生成支撐面鋪層（方法可以參考鋪層的生成方法一或二）。支撐表面鋪層定義蜂窩芯子

三;Sticking妙gbnM叫minGojp.1LiredcfliiiikA三;Sticking妙gbnM叫minGojp.1LiredcfliiiikA3 申國圉肪科技網(wǎng)+巒 ■G1tech.c&Jinmscitd中芒[jSSli~■SBWrtTf[?wSoeYjnwt'JiSZ-*Wl￥MiJq~T-定義蜂窩芯子定義鋪層組，命名為PliesGroup.2,在PliesGroup.2中選擇蜂窩實體定義芯子（Core）。生成外表面鋪層將ZonesGroup.2（區(qū)域組2,外表面組）生成外表面鋪層（方法可以參考鋪層的生成方法一或二）。外表面鋪層生成鋪層后，進行復(fù)合材料分析。CPD提供兩種分析方法：第一種方法可以對設(shè)計好的鋪層、鋪層組或鋪層基準進行數(shù)字分析，可以得到以下的分析結(jié)構(gòu)：

AlLriJpb□iqrH:is^>slss中國國訪曲網(wǎng)數(shù)字分析AlLriJpb□iqrH:is^>slss中國國訪曲網(wǎng)數(shù)字分析所用材料面積所用材料體積重量中心位置花費評估并且分析的結(jié)果可以保存在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，也可以將分析結(jié)果輸出。第二種分析方法是取樣點分析CoreSamplingAnalysis，只需要選擇取樣點就可以得到取樣點處層壓板的特性。可以提取以下信息：P中國國防輯播關(guān)：iP中國國防輯播關(guān)：iwww.81kccfi.camFn^ih^-'irt^Pirv■■-■Cl-取樣點分析取樣點處鋪層的數(shù)量取樣點處鋪層總厚度取樣點處層壓板屬性（包括順序、鋪層、夾層件、材料、纖維方向、局部坐標）并且分析的結(jié)果可以保存在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，也可以將分析結(jié)果輸出。

在鋪層生成和分析完成后，通過鋪層爆破(PlyExploder)和電子樣機空間分析，進行鋪層真實截面顯示。鋪層爆破、截面分析復(fù)合材料設(shè)計提供可視化鋪層實體生成工具，將鋪層生成實體，這樣設(shè)計工程師可以真實了解實際復(fù)合材料鋪層情況；還提供鋪層內(nèi)模曲面(IML:InnerMoldLine)工具，生成相關(guān)復(fù)合材料模胎曲面。鋪層生成實體7?設(shè)計工程師不需要進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將復(fù)合材料詳細設(shè)計的結(jié)果，直接在CATIACAE中進行網(wǎng)格劃分和有限元分析，檢查分析設(shè)計結(jié)果是否滿足設(shè)計要求；如果不滿足要求，重新進行復(fù)合材料設(shè)計，直到最終滿足設(shè)計要求。有限元分析

8.設(shè)計工程師在復(fù)合材料詳細設(shè)計完成后，將設(shè)計的產(chǎn)品生成二維工程圖。工程圖中可包括鋪層實體、鋪層截面、展開視圖及其相關(guān)標注、鋪層表等。工程制圖2.3復(fù)合材料加工詳細設(shè)計階段在工程詳細設(shè)計完成后，進入制造詳細設(shè)計階段。復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能：加工詳細設(shè)計制造模型定義制造曲面轉(zhuǎn)換毛坯尺寸定義可制造性分析皺褶裁剪平面樣圖展開具體的步驟如下：定義制造模型

定義制造模型制造工程師根據(jù)實際使用的需要，在原始模型上定義制造模型或者定義新的制造模型。在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，Stacking（工程）名字更換為：Stacking（制造）制造曲面轉(zhuǎn)換考慮到模具曲面和復(fù)合材料回彈因素等加工因素，制造工程師將原有的設(shè)計曲面轉(zhuǎn)換為制造曲面。制造曲面轉(zhuǎn)換定義毛坯尺寸定義毛坯尺寸制造工程師在定義好制造曲面上，定義兩個邊界：工程邊界EEOP(TheEngineeringEdgeOfPart)和制造邊界MEOP(TheManufacturingEdgeOfPart)。然后根據(jù)制造邊界MEOP定義復(fù)合材料零件的毛坯尺寸。可制造性評估和皺褶修剪制造工程師將定義好的制造模型，選擇鋪層、選擇種子點、并且指定纖維的徑向和緯向的半徑，進行可制造性評估，分析纖維鋪層在鋪設(shè)過程中是否會產(chǎn)生皺褶，并且將分析的結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)樹上。制造工程師根據(jù)評估的結(jié)果，在容易發(fā)生皺褶的地方，對鋪層進行重新修剪。可制造性評估皺褶修剪平面樣圖展開制造工程師將每一個鋪層在平面上展開，并且可以生成展開的鋪層表(PlyBook)，供制造商使用。平面樣圖展開2.4復(fù)合材料加工輸出制造工程師將有效的制造信息輸出，DassaultSystemes公司強大的合作伙伴能夠確保所有復(fù)合材料零件的制造。制造信息輸出的外部文件為DXF格式的2D展開圖和IGES形式的3D鋪層和2D展開圖。DS的合作伙伴為CATIAV5CPD提供了完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)；如LaserProjection提高生產(chǎn)效率和縮短鋪層時間，還有以下的復(fù)合材料制造方法：NestingandCuttingoffabrics,ResinTransferMoldingSimulation,TapeLayingDesignandProgramming,FibrePlacementAutomation。三、CATIAV5復(fù)合材料設(shè)計的價值CATIAV5Compositedesign(CPD)復(fù)合材料設(shè)計以流程為中心，能滿足以上各個階段的用戶使用需求。設(shè)計工程師在初步設(shè)計階段，也能考慮到產(chǎn)品的可制造性。比如在初步設(shè)計階段，設(shè)計工程師通過的可制造性檢查，及時地預(yù)測采用什么樣的復(fù)合材料才能滿足復(fù)雜的曲面特性；通過可視化的纖維方向，預(yù)測在制造過程可能出現(xiàn)的起皺或凸起；從而使設(shè)計工程師在設(shè)計階段就及時地考慮到產(chǎn)品的可制造性。強大的工程同步功能，能夠使工程設(shè)計與制造同步，使制造工程師更緊密地與設(shè)計工程師合作。CATIAV5CPD與其它的V5產(chǎn)品相結(jié)合，在保持數(shù)據(jù)格式唯一性的前提下進行多學科的協(xié)同設(shè)計，從而為復(fù)合材料設(shè)計提供了全面的設(shè)計手段，加速產(chǎn)品的創(chuàng)新。?通過CATIA的有限元分析模塊，如GPS,FMS對復(fù)合材料零件進行有限元分析,無須數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和重構(gòu)；?通過CATIA的DMU模塊，在電子樣機下進行協(xié)同設(shè)計；?通過CATIA的NC模塊，進行加工分析和驗證；?通過CATIA的知識工程模塊，進行知識的捕獲和重用，并建立企業(yè)標準的知識庫，提高設(shè)計效率。CATIAV5CPD可以滿足不同的復(fù)合材料工藝設(shè)計要求，這些工藝包括：?手糊成型工藝（Fabrichandlay-upprocess）?鋪帶工藝（手工和自動）（Tapelayingprocess:manualandautomatic）?樹脂傳遞成型（ResinTransferMoldingprocess）?光纖鋪放工藝（Fiberplacementprocess）?纏繞成型工藝（Filamentwindingprocess）CATIAV5CPD能夠?qū)⒂行У闹圃煨畔⑤敵?，DS的合作伙伴為CATIAV5CPD提供了完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)解決方案：LaserProjection,NestingandCuttingoffabrics,ResinTransferMoldingSimulation,TapeLayingDesignandProgramming,FibrePlacementAutomation。綜上所述，CATIAV5CompositeDesign（CPD）復(fù)合材料設(shè)計為用戶提供如下價值：（1） 緊密集成從概念設(shè)計到加工準備的全部流程,減少設(shè)計誤差,提高設(shè)計、生產(chǎn)效率；（2） 與傳統(tǒng)設(shè)計相比,減少50%的設(shè)計和更改時間；（3） 支持復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件設(shè)計；（4） 復(fù)合材料制造文檔與設(shè)計數(shù)據(jù)緊密關(guān)聯(lián),使生產(chǎn)定義更方便、操作更簡單；（5） 與專業(yè)分析軟件的集成,使設(shè)計結(jié)果更接近于真實,加工變形控制更精確,確保在第一時間制造出正確的產(chǎn)品。（end）引言隨著航空工業(yè)的發(fā)展,復(fù)合材料的應(yīng)用顯得越來越重要。復(fù)合材料的設(shè)計與傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計不同,需要考慮諸多的因素,如：多種的材料組合、材料的各向異性、材料的鋪層順序、產(chǎn)品的可制造性等。CATIAV5為復(fù)合材料設(shè)計提供了一整套完整而專業(yè)的解決方案，包括復(fù)合材料本體的設(shè)計、DMU/CAE分析、可制造性分析等等。本文以蜂窩夾層復(fù)合材料為例，介紹了CATIAV5對復(fù)合材料從設(shè)計、分析到制造的全過程。一、蜂窩夾層復(fù)合材料簡介蜂窩夾層結(jié)構(gòu)主要由兩層面板（蒙皮）中間夾以蜂窩芯材（夾芯）用膠粘劑膠接構(gòu)成,具有比強度和比剛度高,抗疲勞性能好和耐腐蝕等優(yōu)點,同時還具有許多特殊功能,如：減震、消音、吸音、吸收和透射電磁波、隔熱以及導流和變流等功能。因此隨著航空工業(yè)的發(fā)展,蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在飛機結(jié)構(gòu)上廣泛應(yīng)用,如：前緣、后緣翼面,襟翼,擾流片,升降舵,方向舵,整流罩,地板,隔板等均為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件的構(gòu)成包括：（圖1）圖1蜂窩夾層復(fù)合材料a） 面板；b） 邊緣閉合件；c） 蜂窩夾芯。航空蜂窩夾層結(jié)構(gòu)多采用鋁合金板或復(fù)合材料板材作面板，用鋁、芳綸紙或玻璃布蜂窩作夾芯材料，用熱固性膠粘劑通過加熱加壓的方法將二者粘接成為整體。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件可按不同的情況分為：1） 按面板材料：分為復(fù)合材料面板和金屬面板；（本文針對復(fù)合材料面板）2） 按夾芯類型：分為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)和蜂窩/泡沫塑料混雜夾層結(jié)構(gòu)；3） 按蜂窩材料：分為金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和非金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。二、CATIAV5復(fù)合材料設(shè)計我們將復(fù)合材料的設(shè)計劃分為：初步設(shè)計階段、詳細設(shè)計階段、加工詳細設(shè)計階段、加工輸出階段等四個階段（圖2）。ui"JiirnAii＜：ieliiiurn.mmui"JiirnAii＜：ieliiiurn.mm.LASERPA4]JECltull LMEtKtfLpLACCHClii^書二：1PF"IA￥1H€；P口巧3MhllllGMlHif計uHSWinJMJMnii?wwcSTweehacon?CATIAV5Compositedesign（CPD）復(fù)合材料設(shè)計以流程為中心，能滿足以上各個階段的用戶使用需求，為用戶提供完整端到端的復(fù)合材料解決方案。2.1復(fù)合材料初步設(shè)計階段蜂窩夾層零件復(fù)合材料零件是由支撐面，蜂窩和外表面構(gòu)成（見圖1）；支撐面、外表面分別為鋪層復(fù)合材料鋪層，蜂窩為實體。因此，在進行復(fù)合材料設(shè)計前，我們必須在CATIA曲面設(shè)計（GSD）和零件設(shè)計（PDG）中，準備相關(guān)的曲面、相關(guān)輪廓線和蜂窩實體，然后再進入到CompositeDesign中進行復(fù)合材料設(shè)計。在初步設(shè)計階段，CATIA復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能：建立復(fù)合材料庫，根據(jù)用戶的需求，定義復(fù)合材料屬性，基本參數(shù)包括所屬材料庫、纖維鋪設(shè)角度、復(fù)合材料有限元屬性等。選擇定義好的復(fù)合材料庫、復(fù)合材料屬性（如纖維方向的命名和排序），并且設(shè)置CATIA復(fù)合材料環(huán)境參數(shù)。根據(jù)已經(jīng)有的支撐面及輪廓定義ZonesGroup.1（區(qū)域組1）;在ZonesGroup.1內(nèi)定義區(qū)域和過渡區(qū)，并且根據(jù)設(shè)計要求定義層壓板相關(guān)屬性。rBLffrlHIH尹rsIIiln^rrri.'UrbtnuZonesGroup.1rBLffrlHIH尹rsIIiln^rrri.'UrbtnuZonesGroup.1的區(qū)域和過渡區(qū)域4.分析邊界狀態(tài)分析邊界狀態(tài)分析的內(nèi)容包括：區(qū)域之間的邊界分析，分析結(jié)果如下：黃色表示區(qū)域外部輪廓。紅色表示兩個區(qū)域的連接線。過渡區(qū)域之間的邊界分析，分析結(jié)果如下：綠色表示區(qū)域外輪廓線。藍色表示區(qū)域和過渡區(qū)域的邊界。藍綠色表示兩個過渡區(qū)的邊界。5?根據(jù)分析的結(jié)果，定義強制過渡點（ITP）；重新進行邊界狀態(tài)分析，直到滿足設(shè)計要求。

根據(jù)區(qū)域組生成頂層表面，該頂層表面為外表面的參考曲面。生成實體和頂層表面曲面修剪切換到曲面設(shè)計（GSD），通過Trim（修剪）的功能，將頂層表面與蜂窩表面進行修剪；得到蜂窩的外表面。并將相關(guān)的輪廓線重新替換到外表面上。生成蜂窩外表面定義外表面區(qū)域組返回到復(fù)合材料設(shè)計，根據(jù)第7步定義好的外表面及輪廓定義ZonesGroup.2（區(qū)域組2），在ZonesGroup.2內(nèi)定義區(qū)域和過渡區(qū)，并且根據(jù)設(shè)計要求定義層壓板相關(guān)屬性。定義外表面區(qū)域組分析邊界狀態(tài)如果不滿足設(shè)計要求，則定義強制點（ITP），再重新分析直到滿足設(shè)計要求。如果滿足設(shè)計要求，由定義好的區(qū)域組生成鋪層表，鋪層表為Excel或Text格式；鋪層表包含層壓板相關(guān)信息：鋪層順序、鋪層、材料、纖維鋪設(shè)方向、幾何基準、鋪層所在區(qū)域。根據(jù)設(shè)計要求，調(diào)整鋪層表，調(diào)整鋪層順序，并且管理層壓板信息直到滿足設(shè)計要求。2.2復(fù)合材料詳細設(shè)計階段初步設(shè)計完成后，進行工程詳細設(shè)計，CATIA復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能：復(fù)合材料詳細設(shè)計鋪層生成復(fù)合材料分析爆破顯示工程制圖定義CPD中提供三種鋪層的生成方法：第一種方法是將在初步設(shè)計階段中定義好的鋪層表或者區(qū)域組，導入到CPD中直接生成鋪層，過渡區(qū)鋪層的臺階系統(tǒng)將自動生成。第二種方法是根據(jù)初步設(shè)計階段定義好的區(qū)域組，生成整張鋪層和臺階邊界（ETBS），并且生成帶ETBS的鋪層表文件（格式為Excel或者Text）。設(shè)計工程師可根據(jù)臺階邊界（ETBS）及鋪層文件提供的信息，手工的設(shè)計修剪鋪層和鋪層臺階，直到滿足設(shè)計要求。設(shè)計工程師也可以調(diào)整鋪層文件中邊界臺階（ETBS）參數(shù)和方向，然后再將鋪層文件導入到CPD中，生成鋪層及鋪層臺階。第三種方法是根據(jù)鋪層輪廓，手工生成單一鋪層，這種方法經(jīng)常用于夾層復(fù)合材料蜂窩夾層單一外表面鋪層。生成支撐表面鋪層將ZonesGroup.l（區(qū)域組1,支撐面組），生成支撐面鋪層（方法可以參考鋪層的生成方法一或二）。支撐表面鋪層定義蜂窩芯子

定義蜂窩芯子定義鋪層組，命名為PliesGroup.2，在PliesGroup.2中選擇蜂窩實體定義芯子（Core）。生成外表面鋪層將ZonesGroup.2（區(qū)域組2,外表面組）生成外表面鋪層（方法可以參考鋪層的生成方法一或二）。外表面鋪層生成鋪層后，進行復(fù)合材料分析。CPD提供兩種分析方法：第一種方法可以對設(shè)計好的鋪層、鋪層組或鋪層基準進行數(shù)字分析，可以得到以下的分析結(jié)構(gòu)：

—口知HU*W1—口知HU*W1PPR*■*■?：■.4^.1wnW.數(shù)字分析所用材料面積所用材料體積重量中心位置花費評估并且分析的結(jié)果可以保存在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，也可以將分析結(jié)果輸出。第二種分析方法是取樣點分析CoreSamplingAnalysis，只需要選擇取樣點就可以得到取樣點處層壓板的特性?？梢蕴崛∫韵滦畔ⅲ河笾行M國19*4議網(wǎng)芋中蠱國19*4議網(wǎng)?awww.SMi^sGfeiJ取樣點分析取樣點處鋪層的數(shù)量取樣點處鋪層總厚度取樣點處層壓板屬性(包括順序、鋪層、夾層件、材料、纖維方向、局部坐標)并且分析的結(jié)果可以保存在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，也可以將分析結(jié)果輸出。在鋪層生成和分析完成后，通過鋪層爆破(PlyExploder)和電子樣機空間分析，進行鋪層真實截面顯示。鋪層爆破、截面分析復(fù)合材料設(shè)計提供可視化鋪層實體生成工具，將鋪層生成實體，這樣設(shè)計工程師可以真實了解實際復(fù)合材料鋪層情況；還提供鋪層內(nèi)模曲面(IML:InnerMoldLine)工具，生成相關(guān)復(fù)合材料模胎曲面。鋪層生成實體設(shè)計工程師不需要進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將復(fù)合材料詳細設(shè)計的結(jié)果，直接在CATIACAE中進行網(wǎng)格劃分和有限元分析，檢查分析設(shè)計結(jié)果是否滿足設(shè)計要求；如果不滿足要求，重新進行復(fù)合材料設(shè)計，直到最終滿足設(shè)計要求。

有限元分析設(shè)計工程師在復(fù)合材料詳細設(shè)計完成后，將設(shè)計的產(chǎn)品生成二維工程圖。工程圖中可包括鋪層實體、鋪層截面、展開視圖及其相關(guān)標注、鋪層表等。工程制圖2.3復(fù)合材料加工詳細設(shè)計階段在工程詳細設(shè)計完成后，進入制造詳細設(shè)計階段。復(fù)合材料設(shè)計（CPD）為用戶提供以下功能：

渤造詳細設(shè)計階段.SIBH&網(wǎng)BT渤造詳細設(shè)計階段.SIBH&網(wǎng)BT制造曲面棟毛坯尺左空 珂制進性附T軸展5吏爻加工詳細設(shè)計制造模型定義制造曲面轉(zhuǎn)換毛坯尺寸定義可制造性分析皺褶裁剪平面樣圖展開具體的步驟如下：定義制造模型定義制造模型制造工程師根據(jù)實際使用的需要，在原始模型上定義制造模型或者定義新的制造模型。在CATIA結(jié)構(gòu)樹上，Stacking(工程)名字更換為：Stacking(制造)制造曲面轉(zhuǎn)換考慮到模具曲面和復(fù)合材料回彈因素等加工因素，制造工程師將原有的設(shè)計曲面轉(zhuǎn)換為制造曲面。制造曲面轉(zhuǎn)換定義毛坯尺寸定義毛坯尺寸制造工程師在定義好制造曲面上，定義兩個邊界：工程邊界EEOP(TheEngineeringEdgeOfPart)和制造邊界MEOP(TheManufacturingEdgeOfPart)。然后根據(jù)制造邊界MEOP定義復(fù)合材料零件的毛坯尺寸?？芍圃煨栽u估和皺褶修剪

制造工程師將定義好的制造模型，選擇鋪層、選擇種子點、并且指定纖維的徑向和緯向的半徑，進行可制造性評估，分析纖維鋪層在鋪設(shè)過程中是否會產(chǎn)生皺褶，并且將分析的結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)樹上。制造工程師根據(jù)評估的結(jié)果，在容易發(fā)生皺褶的地方，對鋪層進行重新修剪?！鲥鳨g1■屮Eg11^1tilPtaWaMiciii-■皿II!：可制造性評估皺褶修剪平面樣圖展開制造工程師將每一個鋪層在平面上展開，并且可以生成展開的鋪層表（PlyBook），供制造商使用。平面樣圖展開2.4復(fù)合材料加工輸出制造工程師將有效的制造信息輸出，DassaultSystemes公司強大的合作伙伴能夠確保所有復(fù)合材料零件的制造。制造信息輸出的外部文件為DXF格式的2D展開圖和IGES形式的3D鋪層和2D展開圖。DS的合作伙伴為CATIAV5CPD提供了完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)；如LaserProjection提高生產(chǎn)效率和縮短鋪層時間，還有以下的復(fù)合材料制造方法：NestingandCuttingoffabrics,ResinTransferMoldingSimulation,TapeLayingDesignandProgramming,FibrePlacementAutomation。三、CATIAV5復(fù)合材料設(shè)計的價值CATIAV5Compositedesi