材料結構工藝一體化設計的案例
設計仿真 | Simufact Welding焊接工藝-結構一體化仿真分析方案
最后，Digimat中的映射功能可將多種工藝仿真結果（包括焊接、模流、金屬鑄造、沖壓、復合材料RTM、AFP等）以及CT掃描實際結果映射到結構有限元網格上，上述焊接工藝-結構一體化仿真分析工作流程也可以擴展到各類工藝-結構一體化仿真分析流程，從而使產品結構仿真結果更加準確。
復合材料設計與制造一體化仿真
【線上＋線下】第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝仿真培
訓
復合材料力學
復合材料力學
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設計和結構仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗設計部門定義的產品信息， 允許將制造結果順利轉移到設計部門進行復合 材料制件的結構數模“凍結”。
為了普及復合材料成形工藝仿真分析技術，復合材料力學公眾平臺將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝 仿真培訓班，此期培訓主要通過“理論+實操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對連續 纖維增強復合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預浸料的模壓成型仿真， 液 態模塑RTM成型仿真，熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC）模壓成型
仿真。同時為了拓展復合材料制件設計制造一體化的全流程仿真，增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設計簡單實操培訓和ABAQUS的制件強度校核簡單實操培訓。
展開 基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化
基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，實現了設計與分析一體化，通過快速迭代保證了設計階段數據的準確，而傳統結構快速設計僅僅是減少了部分重復勞動，對設計結果并未進行有效的校驗。
基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，實現了統一設計環境的協同設計，保證了信息的暢通、數據格式的一致、結果的實時呈現、專業間的快速匯總反饋等，而傳統結構快速設計還停留在個人單干的設計模式。
基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化的實施效益
通過應用基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，將會給企業產品研發帶來如下提升：
消除重復設計、顯著提高設計效率：消除了重復建立相近的裝配結構、零部件模型等工作，一般可減少重復工作量50%～70%以上，從而顯著地提高設計效率。
設計方法導引，降低設計難度：設計人員在系統的導引下分步驟完成設計，使設計人員有更多的精力關注在設計上，而不是消耗在模型和特征的具體操作上，降低了對設計人員的要求。
模型由系統產生，提高設計規范性：設計模型由統一的系統模板生成，而系統模板是經過優化建模的模型，因此可以保證系統設計生成模型的質量和規范化，消除了人為差異。
提高設計自動化程度：將標準規范、設計經驗和知識融入系統，植入經驗算法或公式，在設計過程中進行知識推送，對不合理的參數進行自動校核。
設計分析一體化：在整合現有結構分析流程的基礎上，打通“設計→分析”及“分析←設計”的中間環節，真正意義上實現設計分析循環、迭代優化設計，最終提升整體的產品設計研發效率。
縮短工程師培養時間：新員工使用系統按照規范的流程、方法進行設計，可防止設計失誤，快速學習和提高，節省企業的培養成本。
來源于：國睿信維
展開 基于Altair Inspire的結構設計與增材制造一體化研究
1.題目：
基于Altair Inspire的結構設計與增材制造一體化研究
概述：拓撲優化代表著當今結構設計的發展方向，通過該技術能得到滿足使用工況下的最優構型，達到輕量化的目的。增材制造技術的提出有效地解決了拓撲優化的難加工問題。本文主要通過結合增材制造技術和拓撲優化方法，利用Altair Inspire軟件，針對兩個具體研究對象，制定了結構創新設計和增材制造的設計制造流程。
2.課題要求:以某支撐結構優化設計為應用背景，根據零件結構和典型載荷工況，對結構進行減重。
3.課題內容:拓撲優化之后的結果難以采用傳統的加工工藝即減材制造方式加以制造，增材制造的提出有效的迎合了拓撲優化的需要，并且Altair公司旗下的Inspire是一款專業的仿真軟件，其介紹如圖1所示。
圖1 拓撲優化軟件
因此，針對一無人機支撐結構進行拓撲優化，首先提取出幾何模型進行建模，然后在Altair Inspire中劃分設計空間和非設計空間，選取底部八個角點作為固定支撐，頂部受到由機體傳遞的載荷，通過結構分析模塊得到等效應力云圖和等效應變云圖，并將其作為拓撲優化問題的比較基準，如圖2所示。
展開 
纏繞復合材料壓力容器設計仿真一體化工具-WoundSIM
01：
引言
高壓儲氣罐是先進復合材料，尤其是碳纖維纏繞復合材料用量最大、增長最快的市場之一。纏繞復合材料壓力容器具有重量輕、壓力大等優點,是充分發揮纖維強度的最優結構,因此廣泛應用于航空、航天等領域。盡管它們可以自給式呼吸器方式為航空航天器提供氧氣和氣體存儲，但是復合材料壓力容器的主要以及最終市場仍然是大量用于運輸壓縮天然氣（CNG）以及乘用車中的燃料存儲，應用于動力總成依賴于CNG和氫氣以替代汽油和柴油的公共汽車和卡車。WoundSIM是S-VERTICAL公司開發的一款用于纏繞復合材料壓力容器（COPVs）設計、數值模擬和優化的新一代工具。
02：產品概述
在已有類型工具基礎上，提供獨立可視化圖形界面，強化了參數鋪層建模，引入結構優化與試驗設計功能，滿足復合材料結構設計仿真一體化的需求。
圖. 纏繞復合材料壓力容器設計仿真一體化
當定義復合材料層表時，使用圖形界面即時查看復合材料層。調整纏繞角時，可自動計算與調整結構層厚度?？赏ㄟ^COPV結構計算和分配鋪層材料性能。
圖.
展開 【技術文章】基于Inspire軟件的汽車踩踏板材料及結構輕量化設計
汽車踩踏板初始模型材料為鋼材，輕量化過程采用6系鋁合金材料，最大限度地提高踩踏板強度并降低質量，實現綜合性能優化。
3.結構優化設計
3.1結構優化原理
結構優化概念在1988年由Kikuchi首次提出，其優化思想是：根據結構件載荷狀況、限定條件和性能要求，把求解結構的最優輕量化問題轉變成求解材料的最優分布問題，在優化設計空間內對材料分布進行設計。通過對踩踏板進行結構、材料的優化設計，可以更好地提高汽車實用性，降低溫室氣體排放。汽車踩踏板結構優化過程采用Kikuchi所提方法進行優化設計，即將踩踏板設計變量作為優化空間中各部分的相對密度，明確踩踏板優化區域的約束條件，設定優化前后的體積百分比，并建立踩踏板結構拓撲優化模型，踩踏板結構拓撲優化數學模型如下。
式中：Y為優化空間各部分相對密度；Z為材料密度的取值區域；m為全部設計域單元量；優化目標C（y）為目標結構平滑度；F為踩踏板結構件承受的負載；K為踩踏板結構的整體強度；P為踩踏板結構承受負載情況下的位移；V為每次優化設計后踩踏板的體積；Q為初始設定優化后踩踏板總體積保留率；Vmax為初始設定的優化后踩踏板體積最大值；Ymin和Ymax分別為設計空間相對密度的最小值和最大值，當踩踏板某部分相對密度等于Ymin時，則認為該部分密度為0，即該部分已被去除。
展開 CAE技術在輕量化結構設計和多材料應用方面取得的最新進展
中國鋁業網：【2012國際交通運輸裝備輕量化峰會將于12月在滬開幕】由中國航空學會結構設計與強度分會、南京航空航天大學復合材料工程自動化技術研究中心、西南交通大學交通運輸裝備輕量化研究所、吉林省汽車工程學會、上海市汽車工程學會汽車測試專委會、中國鑄造學會鑄鐵及熔煉技術委員會、江蘇省軌道交通產業技術協會和上海聞鼎信息科技有限公司聯合主辦的“2012國際交通運輸裝備輕量化峰會”將于2012年12月6日(星期四)至7日(星期五)在中國上海舉行。本屆峰會由“第二屆汽車輕量化國際論壇”、“2012軌道交通車輛輕量化國際論壇”和“2012民用飛機輕量化國際論壇”三個論壇組成。預計來自汽車、軌道交通和民用飛機三大領域的300余人參與本屆峰會。
大會簡介
為了把握全球綠色經濟和輕量化戰略發展方向，促進輕質材料在交通運輸裝備領域的應用，加強國內外行業間的信息共享，在連續兩年成功舉辦“國際交通運輸裝備輕量化峰會”的基礎上，“2014（第三屆）國際交通運輸裝備輕量化峰會”將于12月4-5日在上海再次隆重召開。本屆峰會以“輕量化和我們的綠色未來”為主題，探討汽車、軌道交通、航空和船艇四大交通運輸領域輕量化發展未來趨勢，剖析國內外輕量化設計典型案例，比較不同輕質材料應用前景及優勢，開展產品的輕量化設計技術、材料應用技術和制造技術的一體化，提升加工制造工藝水平，促進產、學、研、用一體化合作共贏等熱點議題。峰會同期還將舉行新產品展示會以供企業產品推廣與貿易洽談。來自國內外政府職能部門、行業協會、主機廠、一二級供，應商、產業園區、高校及科研機構等的500余人將參與本屆峰會，共同推進中國交通運輸裝備輕量化產業的快速發展。
時間地點
時間：2014年12月4-5日
地點：中國?
展開 北航：航空發動機典型結構概率設計技術
例如，北京航空航天大學結構強度及多學科優化課題組利用虛擬塊代替復雜幾何結構建立靈活的多塊網格，引入隨動點的約束實現優化迭代中幾何結構的網格重構，解決了渦輪葉片多學科優化（MDO）過程中高精度網格問題，見圖7。
北京航空航天大學結構強度及多學科優化課題組在國防973計劃支持下，在渦輪盤確定性設計流程的基礎上，提出并建立了渦輪盤概率設計流程，初步建立了國內第一個渦輪盤結構概率設計系統（TPDS）。包含載荷譜處理、隨機變量處理、幾何建模、失效模式分析和設計決策等主要功能，并集成了如UG、ANSYS、MATLAB等商業軟件，見圖8。
需深化研究的幾個方面
發動機典型結構概率設計技術成為解決先進發動機研發瓶頸的最有潛力關鍵技術之一，在國內正逐漸用于先進航空發動機關鍵件的研制，局部得到了應用，效果初顯。在下一步發展中，下列研究工作需要深化和加強。
1. 材料-工藝-結構概率一體化設計
結構設計、材料、工藝融合迭代是提高先進航空發動機研制水平的根本路徑。發動機結構概率設計技術的有效應用更是離不開材料、工藝的一體化考慮。因此，發動機結構概率設計需要從設計源頭出發，揭示典型結構制造敏感參數對發動機結構可靠性的影響機制與規律調控，形成融合制造敏感參數的發動機典型結構概率設計方法，從而建立發動機材料-工藝-結構概率一體化設計理論與方法。
2. 基于可靠性的多學科優化設計
航空發動機結構設計涉及氣動、材料、傳熱、結構、強度等諸多學科，學科之間相互耦合，單個學科上的概率設計并不能保證設計出來的結構滿足使用可靠性要求[37-38]。
展開 