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复合材料整体解决方案

业务背景

复合材料不仅保持了增强材料和基体材料本身的优点,而且通过各相组分性能的互补和关联,获得优异的性能。复合材料具有比强度/比模量高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、结构尺寸稳定性好、便于大面积整体成型以及电磁性能可调等特点,可有效解决航空航天企业面临的减重、隐身等业务挑战,并改善结构性能。

当前,复合材料用量已成为目前衡量航空航天产品先进性的一个重要标志,聚合物基结构复合材料、聚合物基隔热烧蚀复合材料、C/C材料和陶瓷基复合材料以及纳米、智能复合材料都在航空、军工等有特殊需求的领域获得了广泛的应用。国外先进军机上复合材料用量约占全机重量的20%~50%,大型民用飞机用量已超过了50%。

国内飞机复合材料设计、分析和制造技术的工程化与技术本身的发展状况相比国外显著滞后。随着国内航空复合材料的发展,将面临更庞大的设计生产需求和更为复杂的先进技术要求。

解决方案概述

信维提供的复合材料设计制造解决方案,覆盖了复合材料的设计、分析、工艺制造的整个过程。

能力简介

1、初步设计

根据结构的要求和设计载荷等进行初步的复合材料布局、分区、选材设计。3种设计方法,在飞机生命周期中更早的开始概念设计。

2、详细设计

对铺层层数、铺层厚度及铺层角进行详细设计,考虑每层复合材料的覆盖区域、覆盖开始点、材料方向、覆盖褶皱、覆盖时纤维应变、考虑各向异性、耦合效应、层间剪切、损伤等性质。

由铺层生成实体;3D 切割;可加工性分析;纤维背离和变形分析;铺层工艺文件等。

3、分析

提供涵盖初步设计和详细设计阶段的复合材料分析功能。

初步设计阶段分析的特色:

l    快速的设计-分析-设计迭代,无数据转换,无信息丢失

l    复材材料特性的自动传输

l    集成的后置处理

详细设计阶段分析的特色:

l    CAD设计与CAE分析双向集成

l    设计、分析、可制造性评估间的无缝关联

l    统一环境下全面的复材失效分析

复合材料结构分析功能:强度、模态、屈曲、疲劳失效、鸟撞、优化等。

复合材料本构建模研究:涵盖多相材料的性能预报、材料微观结构建模与分析、材料模型的实验数据校对、工艺分析结果的读取与映射、以及蜂窝或泡沫夹芯结构的虚拟设计和虚拟实验等。包含连续纤维、长纤维、短纤维、二维纤维织物、晶须、颗粒、片层等所有增强相和包括树脂基、金属基和陶瓷基在内的所有基体材料。

4、加工详细设计

支持并行的复合材料仿真、规划、编程和加工执行;在车间正式加工前,预先对所有数字化工艺进行虚拟仿真,从而校核整个制造链;消耗复材工程设计数据,用于自动进行规划、制造、创作加工文档、加工执行;对加工车间的所有任务进行规划、实施、并总结经验(Plan, Do, then Learn),从而优化流程、降低风险。

5、复合材料数据库

提供复合材料查询与管理、复合材料构件和评估、以及多家国际大厂的复合材料数据库等功能。

客户价值

        1、复合材料设计分析制造一体化解决方案能够帮助工程师设计更快、更好、更多的创新产品,为航空航天企业带来减重、隐身等显著效益。

        2、建立设计-分析-制造一体化技术;在设计阶段考虑制造和装配问题,从源头上解决成本问题,加快产品的研制进度,提高效率,有效降低成本。

        3、消除传统的依赖于工艺试验和经验模式,转向基于模拟分析的设计优化模式,实现复合材料数字化设计、分析和制造。

信维提供的产品及服务组合

1、Dassault

           CATIA / DELMIA

           Simulia /Abaqus

           Simulayt

2、MSC

           MSC.Patran / Nastran /Dytran

           MSC.Digimat /MaterialCenter

优点

      1、先进的复合材料设计分析制造技术:是航空航天业界普遍采用的、经过市场认可、实践检验的工具和解决方案。

      2、全面的过程覆盖性:全面覆盖了复合材料的设计、分析和工艺制造的整个过程。

      3、统一的解决方案:为复合材料的设计分析制造提供了统一的解决方案。

      4、有效协助各个团队、各学科领域的工作,实现复合材料设计分析制造真正的一体化和协同化。

应用案例

Boeing 787

Airbus A350xwb


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