·计算材料学·
复合材料构件设计、分析、制造一体化
张丽华
范玉青2
（1武汉工业学院机械工程系，武汉430023）
(2北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100083）
文摘给出了复合材料构件一体化研制环境基本要素和一体化研制流程，并对几项关键技术进行了探讨。复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模，总结了建模过程和数据的组成。根据当前复合材料构件分析无法基于最终真实纤维路径进行的现状，总结了接口数据的内容和组织，探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递。研究了设计到自动下料系统和激光投影系统的接口数据和集成方式。
关键词复合材料，一体化，数宇化定义，数据集成
IntegrationofDesign，AnalysisandManufactureforCompositeStructures
Zhang LihuaFanYuqing
(1Mechanical Engineering Department, Wuhan Polytechnice University, Wuhan430023)(2School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang Univensity,Beijing 100083)
AbstractImplementing digital composite structure definition was the base of achieving the data integration of design, analysis and manufacture for aircraft composite structures, Basic elements of composite integration developing environment and integration developing flow are given and several key technologies are discussed. The digital compos-ite structure definition consists of the modeling of geometry and the modeling of material structure. The modeling process is summarized. According to the fact that the composite structures can not be analyzed today based on the final shape with true fiber orientations, the content and organization of interface data are summarized. By using automatic mapping of fiber orientation data to the finite element mesh,the automatic data transfer from design to analysis is real ized. At last, the data content and integration style of design and nesting and cutting system, design and laser projec-tion system are studied.
Key words Composite,Integration,Digital definition,Data integration
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引言
复合材料最大的一个工艺特点是零件制造和材料成形同时完成，这要求结构设计与材料设计同步、结构成型与材料制造同时完成，从而决定了复合材料构件设计-材料-工艺三者密不可分，在研制过程中必须实施设计、分析、制造的一体化。目前国内的航空企业在复合材料数字化技术的应用方面已有了一定基础，各单项数字化技术已经开始应用，但是在复合材料构件研制过程中尚未实现设计、分析、制造的
收稿日期：200904-08
一体化，这造成了复合材料构件设计和分析以及设计和制造在数据上的分离，致使复合材料构件分析无法在构件的制造状态下进行，下料过程只能采用逆向工程和模线、样板进行数据传递，激光铺层定位系统也很难充分发挥作用。
通过对国内应用现状的分析以及国外复合材料构件数字化技术的跟踪与研究，本文对复合材料构件设计、分析、制造一体化研制环境、一体化研制流程以及一体化研制中的几项关键技术进行了探讨。
作者简介：张丽华，1978年出生，博士，主要从事复合材料数字化、先进制造技术等研究工作。E-mail；zhanglihual978@soha.com
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万方数据
http://www.yhclgy.com宇航材料工艺2010年第1期