先進復合材料的CAE虛擬技術

國際先進復合材料技術目前的發展更傾向于利用虛擬的設計-制造-驗證一體化環境,將真實的設計、制造、材料、驗證、應用乃至維修和全壽命管理等諸多環節統一起來,從而最大限度地縮短新品研制周期,降低研制成本,提高產品的市場競爭力,在這個過程中,CAE技術已成為國防工業創新設計以及數字化設計、制造技術的核心之一。

  以碳纖維增強復合材料為代表的先進復合材料技術起源于國防領域,同樣,計算機輔助工程(Computer Aided Engineering,CAE)技術也起源于國防領域。在我國,航空先進復合材料已有近30年的發展歷史,這也恰是CAE技術在我國航空工業的應用歷史。可見,先進復合材料技術與CAE技術有著天然的內在聯系,事實上,它們之間的本質聯系就是材料工程數據體系。
  先進復合材料技術發展現狀
  復合材料技術是一項具有戰略意義的國防關鍵技術,在一定程度上,先進復合材料的研究水平和應用程度是一個國家科技發展水平的代表,特別是在飛機制造業,各種先進的飛機無不與先進的材料技術緊密聯系在一起。以武裝直升機為例,復合材料在先進武裝直升機上的用量已高達50%(重量比)左右,復合材料
應用的部位已從整流罩、地板、整體壁板等次承力結構向旋翼、框、梁等主承力結構方向發展,其典型代表有NH-90、波音-360、V-22、RAH-66等機型。

  隨著復合材料在飛機上應用比例的加大,在復合材料制造領域,先進的數字化設計制造技術和計算機輔助工程技術等得到了廣泛應用。鋪層、下料、浸漬、成型、固化等工序的模擬技術和CAD/CAM/CAE技術的運用,大大降低了開發制造成本,提高了開發和制造效率。如今復合材料的制造技術正朝著自動化、低成本、整體化、數字化的方向發展。
  在我國,復合材料技術還沒有達到數字化設計和制造的程度。目前,我國國防工業復合材料產品的生產主要采用傳統的設計和制造技術,與國外先進水平有很大的差距,而其中一個很重要的原因是缺乏成熟的數字化工程環境的支持。事實上,國外的研究和應用成果已經表明,在復合材料構件的設計制造過程中,不僅要采用單項數字化設計制造技術,而且要建立集成的數字化設計制造環境,分別從計算機軟、硬件和先進的復合材料設計、制造技術角度出發,融合所有設計和制造的數字化過程,打通復合材料構件數字化生產線,實現產品數據從復合材料構件設計到最終交付的順暢傳遞。國際先進復合材料技術目前的發展更傾向于利用虛擬的設計-制造-驗證一體化環境,將真實的設計、……

閱讀全文: http://tech.caenet.cn/Article1675.html
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