Siemens FiberSIM(復(fù)合材料設(shè)計(jì)軟件)

Siemens FiberSIM是一款先進(jìn)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)軟件，專門(mén)用于幫助工程師和制造商高效設(shè)計(jì)和制造復(fù)合材料零件。它提供了一整套工具，用于在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中管理復(fù)合材料，從設(shè)計(jì)、仿真到生產(chǎn)和維護(hù)。FiberSIM的主要功能包括纖維方向優(yōu)化、層合設(shè)計(jì)、材料管理、仿真分析和生產(chǎn)優(yōu)化等。通過(guò)使用FiberSIM，用戶可以實(shí)現(xiàn)更精確的設(shè)計(jì)，更高效地管理復(fù)合材料，以及更快速地生產(chǎn)高質(zhì)量的復(fù)合材料零件。

功能介紹

1、可制造性評(píng)估
零件已經(jīng)滿足了設(shè)計(jì)要求，但是，它是否同時(shí)滿足制造要求呢?利用CEE的材料仿真技術(shù)，工程師可以預(yù)知復(fù)合材料是否符合復(fù)雜的曲面，可以可視化纖維的方向，預(yù)知制造上的問(wèn)題，具體過(guò)程是：在初期設(shè)計(jì)階段，CEE會(huì)發(fā)現(xiàn)潛在的制造問(wèn)題，例如：在層鋪貼時(shí)可能產(chǎn)生的鋪層褶皺，或者是鋪層超過(guò)材料寬度的問(wèn)題，它會(huì)警告工程師，使得在設(shè)計(jì)初期就發(fā)現(xiàn)制造問(wèn)題，而不是到制造車間才發(fā)現(xiàn)，大大減少了成本的損耗。CEE還提供自動(dòng)切斷和拼接功能。
2、平面展開(kāi)圖樣生成
所有潛在的制造問(wèn)題都修正以后，CEE會(huì)由三維模型直接生成二維網(wǎng)格式復(fù)雜曲面平面展開(kāi)樣圖，不再需要進(jìn)行手工修剪。平面展開(kāi)樣圖被存儲(chǔ)在三維模型系統(tǒng)中，準(zhǔn)備輸出到排料計(jì)算系統(tǒng)。
3、層合板面生成
復(fù)材零件的形狀由多層鋪層和夾芯決定。在虛擬裝配環(huán)境中，手工創(chuàng)建制造工裝很困難，CEE從定義的鋪層、夾芯和鋪貼曲面自動(dòng)產(chǎn)生層合板表面。這些表面可以用來(lái)創(chuàng)建實(shí)體模型，生成工裝模具表面和鋪貼表面。
4、開(kāi)放式架構(gòu)
CEE靈活的輸入和輸出功能，確保與其它程序(如電子表格)和工程軟件共享數(shù)據(jù)。CEE也提供了可配置的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，包括材料厚度、成本、性能、可制造性和規(guī)格說(shuō)明。
（1）在CAD軟件界面內(nèi)使用CEE
（2）確保數(shù)據(jù)完整性和精度
（3）同其他FiberSIM軟件包緊密集成
5.ACEE模塊
FiberSIM高級(jí)復(fù)合材料設(shè)計(jì)環(huán)境ACEE(Advanced Composite Engineering Environment )，是對(duì)CEE功能的擴(kuò)展及增強(qiáng)，主要針對(duì)大型、復(fù)雜的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，使設(shè)計(jì)、仿真和制造過(guò)程更加自動(dòng)化，在保證部件質(zhì)量的同時(shí)減少了設(shè)計(jì)、制造的時(shí)間和成本。
6、由定義的區(qū)域生成遞減的層邊界
于區(qū)域設(shè)計(jì)層合板，在實(shí)際設(shè)計(jì)操作中，設(shè)計(jì)人員通常需要對(duì)復(fù)材零件作詳細(xì)分析后將其劃分為若干區(qū)域，結(jié)構(gòu)特性相同部分構(gòu)成一個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域可定義為Zone。FiberSIM支持此功能，在零件的初期設(shè)計(jì)階段，允許用戶在3D CAD模型下靈活地創(chuàng)建區(qū)域和材料規(guī)范，對(duì)零件進(jìn)行定義。針對(duì)一些復(fù)材設(shè)計(jì)的特殊要求，F(xiàn)iberSIM支持斜面和重疊覆蓋區(qū)域的定義，允許輸入混合材料的規(guī)范。在確定了區(qū)域要求后，層可自動(dòng)生成。同區(qū)域的層特性一致，如形狀、材料和纖維方向等，相對(duì)以前手工定義層合板顯著地節(jié)省了時(shí)間。
7、動(dòng)態(tài)生成區(qū)域過(guò)渡和層的邊界
FiberSIM在初期設(shè)計(jì)階段允許定義不同區(qū)域的層邊界如何遞減或交錯(cuò)?？梢灾付▽舆吔绲倪f減樣式(Offset profile)，創(chuàng)建復(fù)雜的區(qū)域過(guò)渡形式，根據(jù)區(qū)域過(guò)渡信息生成層的虛擬邊界和序列，不需要事先在CAD系統(tǒng)中建模層的邊界幾何。該方法可以使用戶快速準(zhǔn)確定義基于區(qū)域設(shè)計(jì)的層合板，根據(jù)過(guò)渡規(guī)范自動(dòng)重新計(jì)算層的邊界，大大增強(qiáng)了修改層的能力。因?yàn)椴恍枰止ぶ匦露x層的幾何邊界，大大節(jié)省了時(shí)間。
8、生成可變的疊層表面
復(fù)材設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于可以將層準(zhǔn)確放在所需要的地方。為使整體零件重量最小化，只將承受應(yīng)力較大的部位設(shè)計(jì)厚一些，使其比其它部位堅(jiān)固。根據(jù)鋪層生成的疊層表面厚度不同。能生成實(shí)物模型和模具內(nèi)表面，而過(guò)去是手工創(chuàng)建這些表面。FiberSIM獨(dú)特的可變表面補(bǔ)償技術(shù)(variable surface offset technology)為CAD中的模型生成疊層表面。這項(xiàng)技術(shù)自動(dòng)計(jì)算制造公差和層的厚度，生成用于檢查干涉的模型表面，生成兩個(gè)部件連接的配合表面和用于制造的模具表面。
9、智能切口和拼接：在以前的FiberSIM版本中，設(shè)計(jì)人員需要手工定義層的每個(gè)切口和拼接，盡管已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分工作的自動(dòng)化。但要插入一個(gè)新的層，意味著要手工重新定義所有的交錯(cuò)切口和拼接。在FiberSIM中，設(shè)計(jì)人員只需先定義第一個(gè)層的切口和拼接，然后定義各個(gè)切口和拼接的交錯(cuò)規(guī)則。軟件可以根據(jù)定義生成其它的切口和拼接。如果鋪層中需要插入新的層，智能切口和拼接功能可以自動(dòng)更新層的交錯(cuò)，大大簡(jiǎn)化了更改設(shè)計(jì)的工作量，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。
10、FiberSIM可選模塊
VISTAGY公司提供的可選模塊是對(duì)核心模塊CEE的有了補(bǔ)充，將CEE與可選模塊結(jié)合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)從CAD模型到制造車間的無(wú)縫連接。它提供了用于分析和制造的所有信息，主要包括：工程圖文檔，平面展開(kāi)圖樣，驅(qū)動(dòng)激光投影儀、自動(dòng)切割機(jī)和纖維鋪放機(jī)的數(shù)據(jù)文件，這些信息都來(lái)自同一個(gè)CAD模型，保證了制造零件的質(zhì)量和精度。
11、FiberSIM分析接口(FiberSIM Analysis Interface)
復(fù)材零件一般由幾十或幾百個(gè)不同材料的鋪層組成，每個(gè)鋪層有各自的形狀、取向和位置。這種結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加了復(fù)材零件的分析難度，加大了使用復(fù)材的風(fēng)險(xiǎn)。利用FiberSIM分析接口模塊，可首先在有限元分析軟件中根據(jù)指定的載荷分析設(shè)計(jì)要求，包括層合板厚度和材料等，然后在CEE中進(jìn)行設(shè)計(jì)，再可把詳細(xì)的零件設(shè)計(jì)，包括層定義和纖維方向，提供給分析軟件，進(jìn)行有效分析和性能驗(yàn)證仿真。

軟件特色

1.幫助工程師指定復(fù)合材料以及為作業(yè)選擇最佳的層片創(chuàng)建方法(不論是基于層片、基于區(qū)域還是基于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì))
2.通過(guò)定義采用順序剖面、降斜剖面和交錯(cuò)剖面(這些剖面可自動(dòng)填充 CAD 模型)的過(guò)渡來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建層片幾何圖形，而摒棄了手動(dòng)為每個(gè)層片創(chuàng)建 CAD 曲線這一枯燥無(wú)味的過(guò)程
3.生成可變偏置曲面和實(shí)體，包括用來(lái)進(jìn)行干涉檢查的樣機(jī)曲面、供聯(lián)合在一起的零件使用的配合曲面以及用于制造環(huán)節(jié)的工裝曲面
4.通過(guò)自動(dòng)生成工程文檔和/或 Microsoft Excel 表格來(lái)驗(yàn)證和傳達(dá)設(shè)計(jì)要求
5.根據(jù)材料和制造流程來(lái)對(duì)零件的生產(chǎn)能力進(jìn)行仿真，從而及早提供反饋并提升開(kāi)發(fā)過(guò)程的效率
6.定義制造邊界和細(xì)節(jié)(如接頭、三角形加強(qiáng)筋和條帶走道)，以降低成本并加快零件交付速度。
7.自動(dòng)創(chuàng)建制造文檔來(lái)指導(dǎo)工廠的車間加工，從而確保鋪層和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
8.自動(dòng)生成制造數(shù)據(jù)(例如用來(lái)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化切割機(jī)、激光投影系統(tǒng)、纖維布設(shè)機(jī)及鋪帶機(jī)的展平圖和數(shù)據(jù))并與下游環(huán)節(jié)以及在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)共享這些數(shù)據(jù)