復合材料數字化研制與工程實戰(zhàn) 達索析統(tǒng)（上海）信息技術有限公司
定 價：178 元
- 作者：達索析統(tǒng)（上海）信息技術有限公司
- 出版時間：2024/5/1
- ISBN：9787111746195
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TB33-39
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
先進復合材料的數字化研制及自動化制造技術已經在國內外的航空航天、汽車、船舶及風電等行業(yè)得到了廣泛的應用，目前市場上還缺少專門針對復合材料數字化研制的理論與實踐相結合的專業(yè)書籍。本書根據達索系統(tǒng)最新技術方案及工程實踐，全面、系統(tǒng)地介紹了先進復合材料的數字化設計、仿真、工藝、制造方法及應用案例，本書內容力求概念清楚、科學嚴謹、全面系統(tǒng)、圖文并茂，并通過大量實例與插圖幫助讀者了解復合材料研制流程，掌握復合材料研制方法。
本書可供航空航天、汽車、船舶、風電等行業(yè)相關復合材料技術人員以及其他工程技術人員及研究人員參考，也可供與復合材料專業(yè)相關的高校及研究機構作為教材與輔導材料使用。
編輯推薦
達索系統(tǒng)官方與航空工業(yè)第一飛機設計研究院聯(lián)合創(chuàng)作
匯集全球行業(yè)客戶最佳工程方案與實踐
復合材料數字化研制解決方案實戰(zhàn)指南
打通復合材料設計、仿真、工藝、制造全流程數智化難點
本書兼顧復合材料學科的理論知識與實際工程應用。通過理論知識讓讀者建立基本學科理念，通過實際工程應用讓讀者真正將知識落實到型號研發(fā)工作中。既適用于初次接觸復合材料學科的讀者，用于了解復合材料學科及其工程應用，也適用于復合材料研發(fā)設計工程師、仿真工程師、工藝及制造工程師，為他們提供詳細的流程和操作指導。同時也適用于正在構建復合材料數字化研發(fā)能力的各行業(yè)信息化部門，以全面建設新一代復合材料設計、分析、制造一體化能力。
前言
“一代飛機、一代材料”是近百年來航空領域材料與飛機一直相互推動、不斷發(fā)展的寫照。先進復合材料因其具有比強度與比剛度高、性能可設計、耐腐蝕性能好和易于整體成形等優(yōu)點，自20世紀60年代以來，被廣泛應用于航空航天、風電、汽車、船舶及其他多個行業(yè)。飛機結構件大規(guī)模使用復合材料，是現(xiàn)代飛機制造史上的一次革命性變化，復合材料應用比例是新一代大飛機安全性、經濟性、舒適性和環(huán)保性的重要指標。隨著國產大飛機及寬體客機、新一代航空航天飛行器及汽車輕量化戰(zhàn)略的不斷推進，我國復合材料規(guī)劃用量不斷擴大，對復合材料高效率、低成本的生產需求也越來越強，尤其是國家“十四五”規(guī)劃進入穩(wěn)步推進之年，這也將為包括原材料及高端裝備等復合材料相關產業(yè)鏈帶來廣大的市場空間，同時對新一代復合材料數字化研制方式也提出了新的挑戰(zhàn)。
當前，復合材料零部件的設計制造大多仍沿用傳統(tǒng)的模擬量尺寸傳遞體系。數字化設計制造技術雖得到了實際應用，并取得了一定的效益，但基本處于以單個工具軟件應用為主的孤立狀態(tài)，尚未實現(xiàn)復合材料構件從原材料、設計、仿真、工藝、工裝、制造到檢測整個過程中的信息共享。尤其是多個階段基于多個不同數據格式，未能實現(xiàn)依靠單個模型打通整個數字化設計制造環(huán)節(jié)，致使現(xiàn)有的數字化設計制造技術不能充分發(fā)揮其應有的作用。達索系統(tǒng)作為全球航空數字化與智能化解決方案的推動者，一直重點關注復合材料全流程的數智化。依托創(chuàng)新的3DEXPERIENCE平臺，達索系統(tǒng)提供的復合材料解決方案，面向型號概念設計、初步設計、詳細設計、工藝設計、制造及維護等，賦能復材設計、分析與制造一體化，成為3DEXPERIENCE端到端行業(yè)流程的重要組成部分。首次實現(xiàn)了基于單一模型、數字連續(xù)的復合材料研制流程，解決了長期困擾業(yè)內的難點問題。波音B787項目、空客A350XWB項目及全球領先企業(yè)的眾多型號研制中，均采用了達索系統(tǒng)以CATIA、SIMULIA、DELMIA為核心的復合材料一體化解決方案，取得了明顯的技術與經濟效益。
本書緣起于復合材料在國內蓬勃發(fā)展的大好形勢，長期以來，市場上缺少體系化的面向復合材料數字化研制的專業(yè)書籍及缺少有關經驗總結。根據達索系統(tǒng)在復合材料研制方向的最新技術方案及在全球各行業(yè)客戶中的最佳工程實踐，本書全面、系統(tǒng)地介紹了達索系統(tǒng)在先進復合材料數字化設計、仿真、工藝、制造領域的方法及應用案例。本書內容力求概念清楚、科學嚴謹、全面系統(tǒng)、圖文并茂，通過大量實例與插圖幫助讀者了解復合材料研制流程，掌握復合材料研制方法。
全書分4部分，共9章，主要內容如下：
第1部分（第1～3章）為基礎篇：主要介紹了達索系統(tǒng)及3DEXPERIENCE基本情況，闡述了達索系統(tǒng)的行業(yè)解決方案及復合材料概念，同時也論述了復合材料數字化研制背景，幫助讀者快速了解達索系統(tǒng)相關行業(yè)方案及復合材料相關基礎知識。
第2部分（第4章）為復合材料數字化研發(fā)方案：全面介紹了達索系統(tǒng)在復合材料設計、仿真、工藝及制造領域的主要方案，旨在幫助讀者系統(tǒng)了解復合材料數字化的主要內容。
第3部分（第5～8章）為復合材料一體化實踐：主要結合實際案例重點論述了復合材料設計、仿真、工藝及制造的主要實現(xiàn)流程及操作步驟，旨在方便讀者能夠全面掌握復合材料研制方法與技巧，提高全過程復合材料應用實踐能力。
第4部分（第9章）為綜合案例：結合典型的復合材料零部件，系統(tǒng)論述了其鋪層設計、仿真及數字化制造全過程，幫助讀者進一步理解相關概念及流程，為在未來工作中實際應用打下堅實的基礎。
本書由達索系統(tǒng)技術咨詢部顏學專和航空工業(yè)第一飛機設計研究院周小波擔任主編，溫宏宇、王曉紅擔任副主編，其他參與編寫工作的人員有：李紅彬、唐欣欣、劉勇、原中晉、楊衛(wèi)化、李亮。戴晶黎、曲衛(wèi)剛、吳斌等為本書提供了技術指導。全書由劉看旺、丁巖、王健、王剛指導審閱，由李雋萱團隊組織策劃。
本書知識點配套建設了教學資源，請參考書后封底的說明獲取對應內容的練習數據資源，專業(yè)輔導隨時在你身邊。
由于時間原因及編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正，以便在后續(xù)修訂中予以不斷完善。同時希望能借此書為載體，與廣大從事復合材料及航空“數智化”相關工作的讀者，針對更廣泛的數字化及智能化在未來復合材料研制中的應用進行更多的交流與合作。
特別感謝航空工業(yè)第一飛機設計研究院在復合材料應用領域的專業(yè)指導與寶貴建議；感謝機械工業(yè)出版社的相關編輯人員為本書的出版所付出的辛勤勞動；感謝達索系統(tǒng)教育合作部及公司領導對本書及系列書籍的策劃及關注。本書的完稿及順利出版是所有相關人員共同努力的結果，感謝所有給予指導和幫助的人們。
達索系統(tǒng)官方與航空工業(yè)第一飛機設計研究院聯(lián)合創(chuàng)作
目錄
序言
前言
第1章 達索系統(tǒng)及解決方案介紹 1
1.1 3DEXPERIENCE平臺介紹 1
1.2 行業(yè)數字化解決方案介紹 4
第2章 原材料及制造工藝 9
2.1 概述及分類 9
2.2 基體及增強材料 9
2.2.1 增強材料 10
2.2.2 樹脂基體 14
2.2.3 蜂窩夾芯及其他輔料 15
2.3 復合材料制造工藝 16
2.3.1 制造工藝特點 17
2.3.2 制造工藝類型 17
2.4 加工及檢測技術 21
2.4.1 加工技術 21
2.4.2 檢測技術 22
2.5 我國復合材料發(fā)展現(xiàn)狀及機遇 23
第3章 復合材料數字化研制背景 26
3.1 復合材料引領新一代裝備 26
3.2 數字化研制的必要性 26
3.3 復合材料研制特點 28
3.4 復合材料智能化的主要內容 28
第4章 體驗時代復合材料一體化研發(fā)方案 31
4.1 復合材料設計 31
4.1.1 數字化復合材料設計的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn) 31
4.1.2 基于3DEXPERIENCE平臺的整體復合材料設計方案 32
4.2 復合材料仿真及優(yōu)化 38
4.2.1 仿真與設計共享同一數據源 38
4.2.2 鋪層數據在設計與仿真之間的傳遞 40
4.2.3 結構化的網格管理 41
4.2.4 復合材料強度計算 43
4.3 復合材料生產準備 45
4.3.1 數字化復合材料工藝的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn) 45
4.3.2 基于3DEXPERIENCE平臺的復合材料工藝方案 45
4.4 復合材料制造及數字化工廠 51
4.4.1 邁向復合材料智能制造 51
4.4.2 復合材料MBOM管理 53
4.4.3 工藝規(guī)劃以及工時分析 53
4.4.4 3D作業(yè)指導 55
4.4.5 復合材料制造流程仿真 56
第5章 復合材料設計方法實踐 61
5.1 操作界面 61
5.2 基本概念 66
5.3 復合材料設計準備 66
5.3.1 材料屬性定義 67
5.3.2 復合材料設計參數 69
5.4 手動設計法 76
5.4.1 概述 76
5.4.2 生成鋪層組 76
5.4.3 手動創(chuàng)建鋪層 79
5.4.4 鋪層審查分析 84
5.4.5 使用堆疊管理（快速調整鋪層） 93
5.4.6 添加鋪層限制以及對稱 98
5.4.7 生成實體與上表面 103
5.4.8 創(chuàng)建增強夾芯（蜂窩） 107
5.4.9 生成夾芯（蜂窩）上部鋪層及實體 115
5.4.10 小結 119
5.5 區(qū)域設計法 120
5.5.1 概述 120
5.5.2 經典區(qū)域法- 斜坡過渡 120
5.5.3 經典區(qū)域法- 邊界偏移 134
5.5.4 實體切片法 152
5.5.5 小結 159
5.6 網格設計法 159
5.6.1 概述 159
5.6.2 模型準備 160
5.6.3 定義網格面板 163
5.6.4 創(chuàng)建網格 169
5.6.5 生成虛擬堆疊 170
5.6.6 由虛擬堆疊生成鋪層與鋪層調整 173
5.6.7 丟層管理 186
5.6.8 鋪層尖角與材料添加 188
5.6.9 生成實體（上表面） 192
5.6.10 小結 196
第6章 復合材料仿真與驗證實踐 197
6.1 前處理 197
6.1.1 網格劃分 197
6.1.2 屬性數據 207
6.1.3 鋪層數據的傳遞 210
6.1.4 連接關系 211
6.2 載荷及工況定義 219
6.2.1 “ Analysis Case”和“Load Case” 219
6.2.2 載荷 223
6.2.3 邊界條件 226
6.2.4 接觸條件 227
6.3 求解設置 232
6.3.1 輸出請求 232
6.3.2 指定單元類型 232
6.3.3 運行仿真 232
6.3.4 運行仿真：位置 233
6.3.5 運行仿真：許可證 235
6.4 后處理 235
6.4.1 診斷查看器 235
6.4.2 結果存儲 236
6.4.3 刪除仿真結果 237
6.4.4 后處理界面 237
6.4.5 模型顯示 237
6.4.6 自定義坐標系 238
6.4.7 云圖顯示設置 239
6.4.8 顯示組 239
6.4.9 剖面顯示 240
6.4.10 顯示選項 240
6.4.11 云圖顏色條 242
6.4.12 鏡像和模式重復 242
6.4.13 動畫 242
6.4.14 曲線顯示 243
6.4.15 基于路徑顯示曲線 244
6.4.16 傳感器 244
6.4.17 報告 244
第7章 復合材料生產準備 246
7.1 工藝模型準備 246
7.1.1 生成制造堆疊 246
7.1.2 定義制造邊界 248
7.1.3 定義材料過剩 250
7.1.4 考慮制造回彈 255
7.1.5 小結 257
7.2 可制造性分析 257
7.2.1 手動鋪放可制造性分析與剪口 257
7.2.2 編織工藝可制造性仿真分析 274
7.2.3 小結 281
7.3 鋪層展平 281
7.4 鋪層接頭 283
7.4.1 鋪層接頭區(qū)域類型定義 283
7.4.2 創(chuàng)建3D鋪層接頭 284
7.4.3 創(chuàng)建2D鋪層接頭 285
7.4.4 應用材料寬度自動分割鋪層 286
7.5 激光投影 287
7.5.1 定義激光投影儀 287
7.5.2 添加參考幾何與說明 288
7.5.3 激光投影仿真（與導出） 289
7.5.4 小結 292
7.6 工程圖紙 293
7.6.1 復合材料零件2D圖紙創(chuàng)成式視圖應用 293
7.6.2 2D圖紙中鋪層信息引用 294
7.6.3 鋪層工作表 301
7.6.4 小結 308
7.7 文件導出 308
7.7.1 鋪層IGES/DXF導出 308
7.7.2 鋪層XML導出 310
7.7.3 導出STEP鋪層信息 310
7.7.4 小結 312
第8章 復合材料制造流程實踐 313
8.1 復合材料MBOM管理 313
8.1.1 概述 313
8.1.2 關于MBOM 314
8.1.3 基于現(xiàn)有EBOM創(chuàng)建MBOM 315
8.1.4 創(chuàng)建MBOM結構 322
8.1.5 從EBOM分配復合材料零件到MBOM 328
8.1.6 快捷工具使用匯總 331
8.1.7 小結 334
8.2 復合材料工藝規(guī)劃 334
8.2.1 概述 334
8.2.2 創(chuàng)建系統(tǒng)及操作 335
8.2.3 分配MBOM到操作 338
8.2.4 關聯(lián)數據的查看 340
8.2.5
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