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文章來源：第五屆LS-DYNA中國技術(shù)論壇，作者：Haoyan Wei博士，ANSYS, Inc.研發(fā)工程師視頻鏈接：LS-DYNA人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)及其在注塑成型復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)校對：董驍， Ansys高級應(yīng)用工程師；整理編輯：俞琴

這項(xiàng)人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在LS-DYNA R14中正式發(fā)布，本文將介紹該技術(shù)的基本原理及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括： 短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在數(shù)值建模領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)； 如何使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的LS-DYNA仿真方法應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，以深度材料網(wǎng)絡(luò)DMN技術(shù)為基礎(chǔ)，通過汽車與電子行業(yè)的示例來演示這種新型LS-DYNA多尺度仿真方法的性能；

4、高精密、多功能長行程滑枕銑頭技術(shù)。 該機(jī)床是一種用于百萬千瓦級壓水核電大型關(guān)鍵零件壓力殼加工的超大規(guī)格單柱移動(dòng)式車銑復(fù)合加工中心，必須滿足一次完成裝夾即可完成工件的車削，銑削，鏜削，鉆削，鉸削等加工工序，并可以加工任意平面曲線等功能，主要用于重型、超重型回轉(zhuǎn)體類零件的加工。

4、高精密、多功能長行程滑枕銑頭技術(shù)。 該機(jī)床是一種用于百萬千瓦級壓水核電大型關(guān)鍵零件壓力殼加工的超大規(guī)格單柱移動(dòng)式車銑復(fù)合加工中心，必須滿足一次完成裝夾即可完成工件的車削，銑削，鏜削，鉆削，鉸削等加工工序，并可以加工任意平面曲線等功能，主要用于重型、超重型回轉(zhuǎn)體類零件的加工。

但是過去的Hopkinson 技術(shù)主要應(yīng)用在金屬及其合金材料上，這類材料拉壓特性基本對稱而且塑性變形能力較大，而復(fù)合材料由于其結(jié)構(gòu)的多變性，其阻抗、延展性等與金屬相差較大，故此裝置仍需要不斷的發(fā)展。

陳世輝海克斯康工業(yè)軟件技術(shù)應(yīng)用專家擁有10年以上CAM軟件行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，曾就職于國內(nèi)外知名CAM軟件企業(yè)。精通ESPRT軟件2-5軸，多軸多通道車銑復(fù)合，走心機(jī)機(jī)床軟件編程及后處理開發(fā)，擅長NCSIMUL技術(shù)的仿真技術(shù)的應(yīng)用和復(fù)雜機(jī)床控制器的開發(fā)，在CAM和仿真產(chǎn)品的應(yīng)用、后處理以及仿真系統(tǒng)的開發(fā)具備豐富的經(jīng)驗(yàn)。

M8.6配置為臥式車銑加工中心，搭配車削主軸和尾、C軸聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)車削和銑削的集成加工，工件最大尺寸f200mm×500mm，適合各種軸類、盤類的車銑復(fù)合加工。 M8.7配置為立式車銑加工中心，搭配垂直車削主軸，實(shí)現(xiàn)車削和銑削的集成加工，主軸扭矩540N·m，工件最大尺寸f320 mm×200mm，適合各種盤類的車銑復(fù)合加工。

HNC-848數(shù)控裝置品是全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，瞄準(zhǔn)國外高檔數(shù)控系統(tǒng)，采用雙CPU模塊的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，模塊化、開放式體系結(jié)構(gòu)，基于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)。具有多通道控制技術(shù)、五軸加工、高速高精度、車銑復(fù)合、同步控制等高檔數(shù)控系統(tǒng)的功能，采用15”液晶顯示屏。主要應(yīng)用于高速、高精、多軸、多通道的立式、臥式加工中心，車銑復(fù)合，5軸龍門機(jī)床等。

基于微納材料混雜技術(shù)，3D打印技術(shù)和超材料技術(shù)分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)樹脂基復(fù)合材料發(fā)展的新趨勢。最后從"設(shè)計(jì)-材料-工藝-評價(jià)"角度就未來樹脂基復(fù)合材料在我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用發(fā)展提出了一些思考。

熱塑性復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙上的應(yīng)用 由于民機(jī)噪聲指標(biāo)已成為適航取證的強(qiáng)制性指標(biāo)，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，在研究發(fā)動(dòng)機(jī)降噪技術(shù)的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)短艙結(jié)構(gòu)的降噪技術(shù)也在不斷發(fā)展，消音襯墊技術(shù)是其中一種主要技術(shù)方案。

通過這些技術(shù)生產(chǎn)的復(fù)合材料可應(yīng)用于海洋、航空航天、國防和汽車領(lǐng)域。 紡織復(fù)合材料的應(yīng)用： 復(fù)合材料由于其性能的改善，長期以來被用于汽車、航空航天、民用基礎(chǔ)設(shè)施、耐用品和國防等各個(gè)領(lǐng)域。下面列出了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的一些應(yīng)用。

4) 復(fù)合材料應(yīng)用研究：研究復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如航空航天、汽車制造、電子設(shè)備、能源存儲等。通過探索復(fù)合材料在不同應(yīng)用中的性能和可行性，推動(dòng)復(fù)合材料的工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。常用的軟件工具在材料復(fù)合新技術(shù)的研究中可能包括：1) 材料建模和設(shè)計(jì)軟件：如Materials Studio、COMSOL Multiphysics、Abaqus等，用于模擬和設(shè)計(jì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。

基于ESPRIT的加工編程實(shí)例，注重實(shí)例和思維的有機(jī)統(tǒng)一，既有戰(zhàn)術(shù)上具體步驟演練操作，也有戰(zhàn)略上的思維技巧分析，內(nèi)容包括ESPRIT基本功能、3軸銑削加工、4軸銑削加工、2軸車削加工、多軸車削加工、5軸銑削加工、車銑復(fù)合加工和ESPRIT應(yīng)用實(shí)例。

復(fù)合材料是一種具有優(yōu)異性能的材料，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶、體育器材等領(lǐng)域。在復(fù)合材料的力學(xué)行為研究中，有限元分析技術(shù)是一種重要的手段。ABAQUS作為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的有限元仿真模擬軟件，優(yōu)秀的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得ABAQUS被各國的工業(yè)和科學(xué)研究中廣泛采用。通過合理的建模和分析，可以更好地理解復(fù)合材料的力學(xué)行為，為復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。

隨后可以對所得復(fù)合材料零件進(jìn)行后固化，為高溫航空航天應(yīng)用做準(zhǔn)備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D打印復(fù)合材料零件。這是增材制造聚合物技術(shù)的重大進(jìn)步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創(chuàng)建得到具有高溫能力的復(fù)合材料，從而能夠?qū)哂袕?fù)雜幾何形狀的零件進(jìn)行3D打印，以實(shí)現(xiàn)高性能應(yīng)用。

</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>三、小結(jié)</strong></p><p>該研究展示了AI/ML技術(shù)在高性能FRP復(fù)合材料中的應(yīng)用潛力，可以推動(dòng)材料科學(xué)和工程的發(fā)展。未來需要進(jìn)一步探索和解決數(shù)據(jù)問題和其他挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)AI/ML技術(shù)在FRP復(fù)合材料領(lǐng)域的更廣泛和更有效的應(yīng)用。

當(dāng)在高溫和壓力下固化時(shí)，它們會形成高剛度、輕量化的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。對于航空結(jié)構(gòu)部件，與其他復(fù)合材料技術(shù)相比，碳纖維預(yù)浸料可提供最高的比剛度和比強(qiáng)度。例如，硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料被用于美國F-14和F-15戰(zhàn)斗機(jī)的尾翼蒙皮，但制造時(shí)使用的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)重量百分比很小，F(xiàn)-15中復(fù)合材料用量僅為2%。隨后，復(fù)合材料應(yīng)用比例逐漸提高，從F-18的19%上升到F-22的24%。

點(diǎn)擊了解產(chǎn)品更多詳情：DESIGNER智能制造CAD工具ESPRIT車銑復(fù)合、走心機(jī)機(jī)床解決方案NCSIMUL數(shù)控機(jī)床NC代碼驗(yàn)證及優(yōu)化方案

<p>隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，車削和銑削技術(shù)有了顯著的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了更高的精度、自動(dòng)化和復(fù)雜的操作。每種工藝都有其獨(dú)特的方法和應(yīng)用，將這兩種工藝結(jié)合到多任務(wù)機(jī)床中，可以高效地生產(chǎn)出高精度的復(fù)雜零件。下面介紹車削和銑削這兩種加工工藝。

隨著納米復(fù)合技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見納米Al2O3的研究、納米 Al203與聚合物基體復(fù)合新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用等將成為今后的研究方向。