設(shè)計(jì)軟件(CAD)在國外玻璃鋼/復(fù)合材料中的應(yīng)用較早,主要起源于航空、航天領(lǐng)域,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,已有許多專業(yè)的復(fù)合材料研究機(jī)構(gòu)開發(fā)了多種復(fù)合材料設(shè)計(jì)、分析軟件,大大的方便了復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制造,現(xiàn)正向著設(shè)計(jì)制造一體化(CAD+CAM)的方向努力。
ESAComp軟件 是專業(yè)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)分析軟件系統(tǒng) , 初由歐洲航天局 (ESA) 發(fā)起 , 并由芬蘭赫兒辛基大學(xué)輕型結(jié)構(gòu)材料實(shí)驗(yàn)室開發(fā)完成。其目標(biāo)為開發(fā)成一種可以在統(tǒng)一界面下包含所有復(fù)合材料分析和設(shè)計(jì)能力的軟件工具。ESAComp 具有基于微觀力學(xué)分析的廣泛的實(shí)體 / 夾層板分析、設(shè)計(jì)能力,而且它包含了針對單層板、層壓板、加筋板、梁和柱體,以及膠接和機(jī)械連接等等各種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形式、連接形式的分析工具。具有同目前廣泛使用的各種有限元軟件包的交互接口,從而使 ESAComp 同設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)了無縫結(jié)合。
ESAComp 是專業(yè)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)分析工具,具有友好的圖形化用戶界面,多重分析和圖形化結(jié)果顯示,多級別的專業(yè)數(shù)據(jù)庫, 同目前廣泛使用的各種有限元軟件包的銜接能力,支持用戶定制的擴(kuò)展功能。雖然該軟件起源于航空、航天領(lǐng)域,但是已經(jīng)被開發(fā)成適用于復(fù)合材料研發(fā)人員的通用工具。
VISTAGY公司開發(fā)的FiberSIM是專門用于復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造的工具。在三維模擬環(huán)境中,工程師可以使用此軟件建立復(fù)合材料部件完整的數(shù)字產(chǎn)品定義。FiberSIM支持整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程,還有多種材料的靈活設(shè)計(jì)方法和制造方法。該軟件可以模擬復(fù)合材料在復(fù)雜曲面上的變形,產(chǎn)生制造信息,這些信息包括文檔、平展模型和驅(qū)動(dòng)下游生產(chǎn)設(shè)備所需要的數(shù)據(jù)。它支持包括手糊、模塑、預(yù)浸帶鋪覆及纖維鋪放等技術(shù)在內(nèi)的大多數(shù)復(fù)合材料生產(chǎn)工藝。 VISTAGY軟件被廣泛應(yīng)用在航空、汽車、船舶、醫(yī)療、體育用品和交通內(nèi)飾件行業(yè)。
Anaglyph公司 開發(fā)的復(fù)合材料軟件產(chǎn)品:Laminate Tools、CoDA和LAP。 Laminate Tools集復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析和制造功能于一體。CoDA可輔助面板、梁、接頭、法蘭和層合板的初步工程設(shè)計(jì)。LAP軟件的功能是對復(fù)合材料層合板進(jìn)行深入的分析和設(shè)計(jì)。
Laminate Tools可以用CAD系統(tǒng)提供的信息定義表面,然后模擬材料的鋪敷。它可以用有限元分析(FEA)軟件的前處理器(目前支持Nastran或Ansys的有限元系統(tǒng))來輸入有限元網(wǎng)格,然后用復(fù)合材料織物鋪敷所有表面,直至得到整個(gè)結(jié)構(gòu)的鋪層。它可以將鋪層信息轉(zhuǎn)化為適于有限元分析的層合材料性能,也可以在有限元分析中調(diào)用鋪層信息。它還可以采用復(fù)合材料的特有方式對有限元分析結(jié)果進(jìn)行后處理,如檢查各個(gè)層合板的功能,然后,軟件將這些鋪層信息用于制造過程――輸出平整的鋪層模型用來鋪疊和剪切,或者在制造過程中,將鋪層輪廓投影(用激光設(shè)備)在模具表面。
我國的玻璃鋼/復(fù)合材料行業(yè)起步較晚,1958年創(chuàng)業(yè)以來,早期主要用于國防及航空航天工業(yè)。設(shè)計(jì)技術(shù)主要來源于從國外引進(jìn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的整個(gè)過程是基于手工設(shè)計(jì)完成的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)逐步代替人腦承擔(dān)起復(fù)雜的計(jì)算和分析,同時(shí)引進(jìn)CAD等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,幫助工程師們拋掉傳統(tǒng)的手工方式,既方便設(shè)計(jì),又能改善設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期。國內(nèi)的玻璃鋼計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)可以分為三個(gè)階段:
階段( -1994年)圖板時(shí)代
國內(nèi)基本沒有自主研發(fā)的玻璃鋼CAD系統(tǒng),在航空航天領(lǐng)域主要是進(jìn)口軟件。玻璃鋼產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基本上還是采用手工圖板繪圖,結(jié)合計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算。
第二階段(1995年-2002年)初級CAD時(shí)代
正值我國的“九五”計(jì)劃期間,甩圖板工程使大多數(shù)企業(yè),初步用上了CAD繪圖系統(tǒng),并且開始采用電子表格等工具進(jìn)行半自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展,硬件成本大幅度降低。CAD 技術(shù)的硬件平臺(tái)成本的降低,使得很多中小型企業(yè)開始有能力配備計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、掃描儀等設(shè)施,電子圖板開始廣泛應(yīng)用。在大學(xué)、研究院所開始研發(fā)玻璃鋼專用設(shè)計(jì)軟件。
第三階段(2003年至今)自主知識產(chǎn)權(quán)自動(dòng)化CAD時(shí)代
“十五”計(jì)劃期間提出以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,推進(jìn)制造業(yè)信息化是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大政方針,軟件產(chǎn)業(yè)也同時(shí)被列為新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。我國的玻璃鋼CAD得到了快速發(fā)展,以石家莊開發(fā)區(qū)技源科技有限公司為代表的一些專業(yè)研發(fā)單位,開始了自主知識產(chǎn)權(quán)軟件的研發(fā)并取得了很多成果。

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