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航空航天復(fù)合材料部件向設(shè)計(jì)制造一體化方向發(fā)展
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 2023-10-19

航空航天復(fù)合材料部件的研制是多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉應(yīng)用的系統(tǒng)工程，需綜合考慮多方面因素，具體呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

①材料種類多、性能參數(shù)多且離散度大，關(guān)鍵性能參數(shù)往往需要大量樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)，材料在固化過程中發(fā)生相變，要準(zhǔn)確描述這一過程需要數(shù)十個(gè)參數(shù)；

②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量多、難度大，結(jié)構(gòu)性能會(huì)隨鋪層方向、鋪層順序、織物編制方式的不同而發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)的破壞模式也比較復(fù)雜，需配合大量試驗(yàn)方能確定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞模式；

③制造過程復(fù)雜、工藝參數(shù)多，不僅需要關(guān)注幾何精度、更要關(guān)注零件內(nèi)部的缺陷問題，而時(shí)間、溫度、壓力等不同工藝參數(shù)與零件內(nèi)部質(zhì)量密切相關(guān)，另外，復(fù)合材料由于其各向異性所導(dǎo)致固化變形問題很難避免，因此，需提前對模具進(jìn)行型面補(bǔ)償。復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)是基于 CAD 環(huán)境，運(yùn)用并行工程設(shè)計(jì)理念，采用獨(dú)特的復(fù)合材料零件制造模擬技術(shù)，對零件進(jìn)行準(zhǔn)確的工藝評估，獲得合理設(shè)計(jì)結(jié)果和確保高質(zhì)量產(chǎn)品的新技術(shù)。

通過軟件模型功能實(shí)現(xiàn)面向制造技術(shù)的設(shè)計(jì)，模擬平面鋪層在三維零件上的鋪覆工藝可行性，在三維零件某一區(qū)域上實(shí)現(xiàn)所要求的纖維鋪放角的工藝可行性等，并通過對各軟件系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的二次開發(fā)和接口設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料構(gòu)件在并行工作模式下的設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢測、裝配全過程的集成，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)、制造及工藝一體化的技術(shù)。

復(fù)合材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造一體化在原材料成本控制、設(shè)計(jì)周期縮短、生產(chǎn)效率提升等方面能取得顯著效果，是航空航天復(fù)合材料發(fā)展的必然趨勢。

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